Measurement of the [tt] invariant Mass Distribution and Search for [tt] Resonances

In dieser Dissertation wird die Messung der invarianten top-antitop
Massenverteilung und die Suche nach top-antitop Resonanzen präsentiert.
Diese Analyse wurde mit top-antitop Ereignissen im Lepton plus Jets Kanal durchgefü rt. Der
analysierte Datensatz entspricht 370 inversen pb und wurde zwischen
August 2002 und August 2004 mit dem D0 Detektor am Tevatron
Beschleuniger aufgezeichnet.
Die Ereignisselektion nutzt die b-Jet Identifikation mittels sekundärer Vertizes und
erhöht dadurch signifikant den top-antitop Anteil im Datensatz.
Die invariante top-antitop Massenverteilung wurde durch einen kinematischen Fit gewonnen,
bei dem die Massen des W Bosons und des top Quarks auf die nominellen Werte fest gesetzt
wurden. Die resultierende Massenverteilung ist verträglich mit der Standardmodell Erwartung
und es konnten keine statistisch signifikanten Abweichungen beobachtet werden, die auf eine
top-antitop Resonanz und damit auf neue Physik hinweisen würden. Es konnten modellunabhängige
obere Schranken mit 95% C.L. auf den Wirkungsquerschnitt von verschiedenen, hypothetischen
Massen einer schmalen, schweren, in top-antitop zerfallenden Resonanz bestimmt werden.
Innerhalb eines "topcolor assisted technicolor" Modells konnte die Existenz eines
leptophobischen Z' Bosons mit einer Breite von 1.2% seiner Masse und einer Masse
von M_Z' < 660 GeV mit 95% C.L ausgeschlossen werden.

In this thesis the measurement of the top-antitop invariant mass distribution and a
search for top-antitop resonances is presented. This analysis has been performed in
top-antitop events using 370 inverse pb of data collected with the D0 detector at the
Tevatron collider from August 2002 to August 2004. The event selection made use of the
b-jet identification via secondary vertices which enhanced the top-antitop fraction in
the data sample considerably. The top-antitop invariant mass distribution was obtained
from a kinematic fit where the mass of the W boson and the top quark were constraint to
nominal values. The resulting distribution agrees well with the Standard Model prediction
and no statistically significant deviation indicating a top-antitop resonance could be
observed. Therefore, no evidence for new physics can be claimed. Model independent upper
limits at 95% C.L. on the production cross section using a Bayesian method have been
obtained for different hypothesized masses of a narrow-width heavy resonance decaying
into top-antitop. Within a topcolor-assisted technicolor model, the existence of a
leptophobic Z' boson with a width of 1.2% of its mass can be excluded at 95% C.L. for
masses of M_Z' < 660 GeV.