Standalone vertex finding in the ATLAS muon spectrometer

A dedicated reconstruction algorithm to find decay vertices in the ATLAS muon spectrometer is presented. The algorithm searches the region just upstream of or inside the muon spectrometer volume for multi-particle vertices that originate from the decay of particles with long decay paths. The performance of the algorithm is evaluated using both a sample of simulated Higgs boson events, in which the Higgs boson decays to long-lived neutral particles that in turn decay to b final states, and pp collision data at √s = 7 TeV collected with the ATLAS detector at the LHC during 2011.

Heterotopien. Perspektiven der intermedialen Ästhetik

In den zeitgenössischen Experimenten der Medien, der Literatur und der performativen Künste ist eine Vielfalt von intermedialen und interdiskursiven Reflexionen zu beobachten. Angestammte Darstellungsweisen und Erzählformen der audiovisuellen Medien, der Fotografie, der Literatur, des Theaters und Tanzes stehen zur Disposition: Sie werden zugleich dekonstruiert und re-konfiguriert sowie in ihren unabgegoltenen Möglichkeiten lesbar gemacht. Die Beiträge des Bandes befragen die epistemischen Zäsuren, die in diesen Verkreuzungen und Überlagerungen zur Sprache kommen. Im Fokus steht die Untersuchung der Figuren der Ent-Stellung und Ver-Stellung, der Macht und der Modularität. Anhand von Fallbeispielen werden die Artikulationen der Spiel-Räume der intermedialen Ästhetik thematisch, deren Fragehorizont von der Prä- bis zur Postdramatik genuin interdisziplinär ist.

Jet energy measurement with the ATLAS detector in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeV

The jet energy scale (JES) and its systematic uncertainty are determined for jets measured with the ATLAS detector at the LHC in proton-proton collision data at a centre-of-mass energy of sqrt(s) = 7 TeV corresponding to an integrated luminosity of 38 inverse pb. Jets are reconstructed with the anti-kt algorithm with distance parameters R=0.4 or R=0.6. Jet energy and angle corrections are determined from Monte Carlo simulations to calibrate jets with transverse momenta pt > 20 GeV and pseudorapidities eta<4.5. The JES systematic uncertainty is estimated using the single isolated hadron response measured in situ and in test-beams. The JES uncertainty is less than 2.5% in the central calorimeter region (eta<0.8) for jets with 60 < pt < 800 GeV, and is maximally 14% for pt < 30 GeV in the most forward region 3.2 50 GeV after a dedicated correction for this effect. The JES is validated for jet transverse momenta up to 1 TeV to the level of a few percent using several in situ techniques by comparing a well-known reference such as the recoiling photon pt, the sum of the transverse momenta of tracks associated to the jet, or a system of low-pt jets recoiling against a high-pt jet. More sophisticated jet calibration schemes are presented based on calorimeter cell energy density weighting or hadronic properties of jets, providing an improved jet energy resolution and a reduced flavour dependence of the jet response. The JES systematic uncertainty determined from a combination of in situ techniques are consistent with the one derived from single hadron response measurements over a wide kinematic range. The nominal corrections and uncertainties are derived for isolated jets in an inclusive sample of high-pt jets.

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

Measurement of Top Quark Polarization in Top-Antitop Events from Proton-Proton Collisions at s√=7 TeV Using the ATLAS Detector

his Letter presents measurements of the polarization of the top quark in top-antitop quark pair events, using 4.7  fb−1 of proton-proton collision data recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider at s√=7  TeV. Final states containing one or two isolated leptons (electrons or muons) and jets are considered. Two measurements of αℓP, the product of the leptonic spin-analyzing power and the top quark polarization, are performed assuming that the polarization is introduced by either a CP conserving or a maximally CP violating production process. The measurements obtained, αℓPCPC=−0.035±0.014(stat)±0.037(syst) and αℓPCPV=0.020±0.016(stat)+0.013−0.017(syst), are in good agreement with the standard model prediction of negligible top quark polarization.

Measurement of the differential cross-section of B⁺ meson production in pp collisions at sqrts = 7 TeV at ATLAS

The production cross-section of B+ mesons is measured as a function of transverse momentum p T and rapidity y in proton-proton collisions at centre-of-mass energy root s = 7 TeV, using 2.4 fb(-1) of data recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The differential production cross-sections, determined in the range 9 GeV < p(T) < 120 GeV and vertical bar y vertical bar < 2.25, are compared to next-to-leading-order theoretical predictions.

Multi-channel search for squarks and gluinos in sqrts=7 TeV pp collisions with the ATLAS detector

A search for supersymmetric particles in final states with zero, one, and two leptons, with and without jets identified as originating from b-quarks, in 4.7 fb(-1) of root s = 7 TeV pp collisions produced by the Large Hadron Collider and recorded by the ATLAS detector is presented. The search uses a set of variables carrying information on the event kinematics transverse and parallel to the beam line that are sensitive to several topologies expected in supersymmetry. Mutually exclusive final states are defined, allowing a combination of all channels to increase the search sensitivity. No deviation from the Standard Model expectation is observed. Upper limits at 95 % confidence level on visible cross-sections for the production of new particles are extracted. Results are interpreted in the context of the constrained minimal supersymmetric extension to the Standard Model and in supersymmetry-inspired models with diverse, high-multiplicity final states.

A search for prompt lepton-jets in pp collisions at sqrts=7 TeV with the ATLAS detector

We present a search for a light (mass < 2 GeV) boson predicted by Hidden Valley supersymmetric models that decays into a final state consisting of collimated muons or electrons, denoted "lepton-jets". The analysis uses 5 fb(-1) of root s = 7 TeV proton-proton collision data recorded by the ATLAS detector at the Large Hadron Collider to search for the following signatures: single lepton-jets with at least four muons; pairs of lepton-jets, each with two or more muons; and pairs of lepton-jets with two or more electrons. This study finds no statistically significant deviation from the Standard Model prediction and places 95% confidence-level exclusion limits on the production cross section times branching ratio of light bosons for several parameter sets of a Hidden Valley model.

Search for charged Higgs bosons through the violation of lepton universality in t art events using collision data at sqrts=7 TeV with the AT experiment

In several extensions of the Standard Model, the top quark can decay into a bottom quark and a light charged Higgs boson H+, t -> bH(+), in addition to the Standard Model decay t -> bW. Since W bosons decay to the three lepton generations equally, while H+ may predominantly decay into tau nu, charged Higgs bosons can be searched for using the violation of lepton universality in top quark decays. The analysis in this paper is based on 4.6 fb(-1) of proton-proton collision data at root s = 7 TeV collected by the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider. Signatures containing leptons (e or mu) and/or a hadronically decaying tau (tau(had)) are used. Event yield ratios between e+ tau(had) and e + mu, as well as between mu + tau(had) and mu + e, final states are measured in the data and compared to predictions from simulations. This ratio-based method reduces the impact of systematic uncertainties in the analysis. No significant deviation from the Standard Model predictions is observed. With the assumption that the branching fraction B(H+ -> tau nu) is 100%, upper limits in the range 3.2%-4.4% can be placed on the branching fraction B(t -> bH(+)) for charged Higgs boson masses m(H+) in the range 90-140GeV. After combination with results from a search for charged Higgs bosons in t (t) over bar decays using the tau(had) + jets final state, upper limits on B(t -> bH(+)) can be set in the range 0.8%-3.4%, for m(H+) in the range 90-160GeV.

Measurement of the distributions of event-by-event flow harmonics in lead-lead collisions at = 2.76 TeV with the ATLAS detector at the LHC

The distributions of event-by-event harmonic flow coefficients v_n for n=2-4 are measured in sqrt(s_NN)=2.76 TeV Pb+Pb collisions using the ATLAS detector at the LHC. The measurements are performed using charged particles with transverse momentum pT> 0.5 GeV and in the pseudorapidity range |eta|<2.5 in a dataset of approximately 7 ub^-1 recorded in 2010. The shapes of the v_n distributions are described by a two-dimensional Gaussian function for the underlying flow vector in central collisions for v_2 and over most of the measured centrality range for v_3 and v_4. Significant deviations from this function are observed for v_2 in mid-central and peripheral collisions, and a small deviation is observed for v_3 in mid-central collisions. It is shown that the commonly used multi-particle cumulants are insensitive to the deviations for v_2. The v_n distributions are also measured independently for charged particles with 0.51 GeV. When these distributions are rescaled to the same mean values, the adjusted shapes are found to be nearly the same for these two pT ranges. The v_n distributions are compared with the eccentricity distributions from two models for the initial collision geometry: a Glauber model and a model that includes corrections to the initial geometry due to gluon saturation effects. Both models fail to describe the experimental data consistently over most of the measured centrality range.

Measurement of Upsilon production in 7 TeV pp collisions at ATLAS

Using 1.8 fb(-1) of pp collisions at a center- of- mass energy of 7 TeV recorded by the ATLAS detector at the Large Hadron Collider, we present measurements of the production cross sections of Upsilon(1S,2S,3S) mesons. Upsilon mesons are reconstructed using the dimuon decay mode. Total production cross sections for p(T) < 70 GeV and in the rapidity interval vertical bar y(Upsilon)vertical bar < 2. 25 are measured to be, 8.01 +/- 0.02 +/- 0.36 +/- 0.31 nb, 2.05 +/- 0.01 +/- 0.12 +/- 0.08 nb, and 0.92 +/- 0.01 +/- 0.07 +/- 0.04 nb, respectively, with uncertainties separated into statistical, systematic, and luminosity measurement effects. In addition, differential cross section times dimuon branching fractions for Upsilon(1S), Upsilon(2S), and Upsilon(3S) as a function of Upsilon transverse momentum pT and rapidity are presented. These cross sections are obtained assuming unpolarized production. If the production polarization is fully transverse or longitudinal with no azimuthal dependence in the helicity frame, the cross section may vary by approximately +/- 20%. If a nontrivial azimuthal dependence is considered, integrated cross sections may be significantly enhanced by a factor of 2 or more. We compare our results to several theoretical models of Upsilon meson production, finding that none provide an accurate description of our data over the full range of Upsilon transverse momenta accessible with this data set.

Measurement of the ttbar production cross section in the tau+jets channel using the ATLAS detector

A measurement of the top quark pair production cross section in the final state with a hadronically decaying tau lepton and jets is presented. The analysis is based on proton-proton collision data recorded by the ATLAS experiment at the LHC, with a centre-of-mass energy of 7 TeV. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 1.67 fb(-1). The cross section is measured to be sigma(t (t) over bar) = 194 +/- 18 (stat.) +/- 46 (syst.) pb and is in agreement with other measurements and with the Standard Model prediction.

Search for the neutral Higgs bosons of the Minimal Supersymmetric Standard Model in pp collisions at sqrts=7 TeV with the ATLAS detector

A search for neutral Higgs bosons of the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) is reported. The analysis is based on a sample of proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 7 TeV recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The data were recorded in 2011 and correspond to an integrated luminosity of 4.7 fb(-1) to 4.8 fb(-1). Higgs boson decays into oppositely-charged in muon or tau lepton pairs are considered for final states requiring either the presence or absence of b-jets. No statistically significant excess over the expected background is observed and exclusion limits at the 95% confidence level are derived. The exclusion limits are for the production cross-section of a generic neutral Higgs boson, phi, as a function of the Higgs boson mass and for h/A/H production in the MSSM as a function of the parameters m(A) and tan beta in the m(h)(max) scenario for m(A) in the range of 90 GeV to 500 GeV.

Measurement of angular correlations in Drell-Yan lepton pairs to probe Z/gamma* boson transverse momentum at sqrt(s)=7 TeV with the ATLAS detector

A measurement of angular correlations in Drell-Yan lepton pairs via the phi(eta)* observable is presented. This variable probes the same physics as the Z/gamma* boson transverse momentum with a better experimental resolution. The Z/gamma* -> e(+)e(-) and Z/gamma* -> mu(+)mu(-) decays produced in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of root s = 7 TeV are used. The data were collected with the ATLAS detector at the LHC and correspond to an integrated luminosity of 4.6 fb(-1). Normalised differential cross sections as a function of phi(eta)* are measured separately for electron and muon decay channels. These channels are then combined for improved accuracy. The cross section is also measured double differentially as a function of phi(eta)* for three independent bins of the Z boson rapidity. The results are compared to QCD calculations and to predictions from different Monte Carlo event generators. The data are reasonably well described, in all measured Z boson rapidity regions, by resummed QCD predictions combined with fixed-order perturbative QCD calculations or by some Monte Carlo event generators. The measurement precision is typically better by one order of magnitude than present theoretical uncertainties.