Ricerca del Bosone di Higgs a LHC. Landau Pole: la costante di accoppiamento diventa infinita.
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Ricerca del Bosone di Higgs a LHC
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Landau Pole: la costante di accoppiamento diventa infinita
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Higgs Width vs MHiggs
Per alte masse diventa indefinito
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I diagrammi con H cancellano la crescita quadratica del primo diagramma
Se non esiste l’Higgs, deve esistere qualcosa di analogo !!!
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Ricerca del Bosone di Higgs al LEP
e+
e-
Zo *
Zo
Ho
b
b
X
X
Ecmmax = 207 GeV
MHmax ~ Ecm
max - Mzo ~ 116 GeV
B-tag
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Poisson Statistics: probability of obtaining k events if λ events are expected on average (the mean):
P(k,λ) = e-λ ·λk
k!
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Probabilita’ di osservare n candidati, ognuno con xj di una certa variabile discriminante (es. Massa, lunghezza di decadimento, etc, nell’ipotesi segnale + fondo ):
n
jj
nbs
Pn
bse
1
)(
!
)(Pj = probab. che il candidato j abbia il valore xj
bs
xBbxSsP jjj
)()(Dove S(xj) e B(xj) sono la probab. che xj sia segnale o fondo.
)( jxSs e’ il numero di eventi di segnale con valore xj, etc…
n
j jj
jjs
xBb
xSse
bL
bsLsQ
1 )(
)(1
)(
)()(
n
jjwsQ
1
ln wj e’ un peso a seconda che l’evento sia piu’ signal-like o background-like
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Genero Q nell’ipotesi di solo fondo.
Genero Q nell’ipotesi segnale + fondo
Li confronto con Q osservato (un valore)dove s e’ calcolato nell’ipotesi di solo fondo
Idea di base: verificare se I datiosservati sono piu’ compatibili con una ipotesi di solo fondo, odi segnale piu’ fondo
observed
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observed
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Q = Ls+b/Lb Likelihood con ipotesi di segnale + background
Likelihood con ipotesi di solo segnale
http://lephiggs.web.cern.ch/LEPHIGGS/papers/LEP-SM-HIGGS-PAPER/index.html(ci si arriva da Lep Electroweak Working Group webpage)
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Il “segnale” visto dal LEP
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Pesi degli eventi “Higgs-like”
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•Limite superiore alla sezione d’urto per produzione di Higgs, Rlim
(Se non ho abbastanza sensibilita’, posso dire che σobs(Higgs, 95 CL) < X, al 95 % CL.)
•Confronto con σ(Higgs SM), ovvero X = σ(Higgs SM).
•Rlim = σ(Higgs, 95 CL)/σ(Higgs SM) vs MH
•Se Rlim < 1 si esclude la produzione di Higgs, rispetto al Modello Standard
Un modo alternativo di mostrare i plot di esclusione
Limite attuale del Tevatron
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And below 115 GeV ?!?!?!
Tevatron per MH < 150 GeV
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LLR = Ls+b/Lb
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X-sec ~ 1 fb 100 event = 100 fb-1
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LHC e’ una macchina di gluoni
Parton DistributionFunctions nel protone
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La produzione da gluoni e’ dominante a LHCSe
z. d
’urt
o di
pro
duzi
one
(fb)
Bran
chin
g Ra
tio d
i dec
adim
ento
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Accoppiamenti dell’Higgs:
gHVV ~ m2V (1/sin 2Ɵw per le W)
gHff ~ mf
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22
H→gg
Bran
chin
g Ra
tio d
i dec
adim
ento
Raro ma in linea di principio facile da identificare
Ht
t
g
g
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30 fb-1
Mass measurement at the level of 100-200 MeV is possible with
enough luminosity
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N.B. Nel run appena iniziato e’ previsto 1 fb-1 (a 7 TeV)
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Bran
chin
g Ra
tio d
i dec
adim
ento
26
ttH, H→bb Grande sezione d’urto, ma fondi altissimi.Riservato ai maniaci, e solo se l’higgs e’gia’ stato scoperto
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27
ttH in CMS : Working point 60fb-1
Studies three final states:
fully hadronic :ttH -> bbbbqqqq
fully leptonic :ttH -> bbbblnulnu
Semi-leptonic:ttH -> bbbbqqlnu (l=e or mu)
CMS, ttH, H→bb, 60fb-1
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qqH , H→tt
Bran
chin
g Ra
tio d
i dec
adim
ento
Un ragionevole compromesso fra sez. d’urto e fondo
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In CMS with early data of 1fb-1 only an upper limit on the cross section can be established.
(Worse at 7 TeV)
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30
H→W W
Bran
chin
g Ra
tio d
i dec
adim
ento
Canale migliore per MH ~ 2 Mw
H
W
W*
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Kinematic distributions of signal and background events:
A low lepton pair Δφ and invariant mass is expected for the signal events compared to backgrounds,
After all selection cuts there are 31 events of emu signal and 31 background at 1fb-1
Masses lower or higher than m(H)=160GeV leave less signal and more background.
1)Cut-based analysis:W lν, l = e, µ
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The neural net analysis gives better results than cut based analysis:
At 1 fb-1 with m(H)=160GeV,
Cut based analysis : S/B=70/70,
NN analysis : S/B=67/37
2) Multivariate analysis:
Best range
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35
H→ZZ
H
Z
Z*
Bran
chin
g Ra
tio d
i dec
adim
ento
Canale piu’ pulito per alte masse
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Higgs boson candidate mass at preselection level (@ 1 fb-1)
Selection cuts
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Ricostruzione massa Z e Z*
Ricostruzione massa H
H→ZZ, 1fb-1
@14 TeV !!!
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Quasi escluso !
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M. Diemoz Roma 07-04-2010
1 fb-1 esclusione 145-190 GeV
Previsioni a 1 fb-1
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