Search for the production of single top quarks using the OPAL detector

Innerhalb des sogenannten Standardmodells (SM) der Teilchenphysik ist der Prozess der Flavour-andernden neutralen Str ¨ ome (FCNC) auf Born-Niveau verboten, und nur ¨ uber Prozesse h ¨ oherer Ordnung m ¨ oglich. FCNC-Prozesse sind daher extrem unter- ¨ druckt und sehr selten. Experimentell konnte dies f ¨ ur die ersten beiden Generationen ¨ von Quarks bestatigt werden. F ¨ ur die dritte Generation, speziell f ¨ ur das Top-Quark, ¨ existieren bisher nur wenige experimentelle Erkenntnisse uber FCNC-Prozesse. Durch ¨ theoretische Erweiterungen des SM konnen, aufgrund der extrem großen Masse des ¨ Top-Quarks und der damit verbundenen Sonderstellung, FCNC-Prozesse fur Top- ¨ Quarks vorhergesagt werden, die um mehrere Großenordnungen gegen ¨ uber dem SM ¨ erhoht sind. ¨ In dieser Arbeit wird nach der Produktion einzelner Top-Quarks uber ¨ Flavourandernde neutrale Str ¨ ome mit den Daten des OPAL-Detektors am e ¨ e -Speicherring LEP gesucht. Hierzu wird im hadronischen Zerfallskanal des W-Bosons nach dem Prozess e e ¯tcu bWc ¯ u gesucht. Die Selektion der Ereignisse beruht auf der kinematischen Rekonstruktion und dem Auffinden von b-Hadronen. Mehrere sensitive Variablen werden mit einer Likelihood-Methode kombiniert. Die Daten, bei Schwerpunktsenergien zwischen 189 und 209 GeV, entsprechen einer integrierten Luminositat von ca. 600 pb ¨ 1. Bei keiner der untersuchten Schwerpunktsenergien ergeben sich Hinweise fur solche FCNC-Prozesse. Es lassen sich obere Grenzen auf den Wir- ¨ kungsquerschnitt in Abhangigkeit der Schwerpunktsenergie mit 95% Konfidenzniveau ¨ berechnen. Im Rahmen verschiedener Erweiterungen des SM kann mit diesen Grenzen der Parameterraum von Kopplungen jenseits des SM eingeschrankt werden. Zu- ¨ dem ist es moglich, mit Hilfe dieser Kopplungsparameter Grenzen auf das FCNC- ¨ Verzweigungsverhaltnis Br ¨ t Z0q und Brt γq zu berechnen. Durch die zusatzliche Kombination mit dem leptonischen Zerfallskanal des W- ¨ Bosons und den Analysen der anderen drei LEP-Experimente (ALEPH, DELPHI, L3) konnen die zur Zeit st ¨ arksten experimentellen Grenzen auf FCNC-Prozesse im Bereich ¨ des Top-Quarks bestimmt werden.