Ricerca dell’Higgs del Modello Standard nel canale ttH con CMS

Massimiliano Chiorboli

Università di Catania

26/09/2001 Massimiliano Chiorboli SIF 2001 - Milano

Importanza del canale bbH

Per Higgs leggeri il canale bb è dominante sugli altri

LHC: Se le previsioni di Higgs leggero (mH <130 GeV) sono corrette, molti H prodotti

H7

bb

H

10b 864165

pb 30

26/09/2001 Massimiliano Chiorboli SIF 2001 - Milano

Produzione associata

Eventi generati da CompHEP

Frammentazione da PYTHIA

riduzione del fondo

Htt

Simulazione del detector: CMSJET

Programma di simulazione veloce basato su parametrizzazioni delle risposte del rivelatore

26/09/2001 Massimiliano Chiorboli SIF 2001 - Milano

bbbbqqHtt

1 leptone1 (Emiss)6 jet

tutte le parti del rivelatore sono coinvolte

Selezione degli eventi

1 leptone isolato, pT > 10 GeV, || < 2.5

6 jet, ET > 20 GeV, || < 2.5

b-taggingsoppressione del fondo

ricostruzione dei jetrisoluzione del picco di massa

26/09/2001 Massimiliano Chiorboli SIF 2001 - Milano

Ricostruzione dei jet

Algoritmo UA1

Correzione energetica sui singoli jet

Combinazione con i jet da FSR

bbGeV) (120 H

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b-tagging

T00bb

bb E(ip),NN

Nb_prob

f

2 tracce nel jet con (ip)>0 % 1

% 10

% 50

q

c

b

4 jet con b_prob > 50 %

26/09/2001 Massimiliano Chiorboli SIF 2001 - Milano

Ricostruzione dell’evento

Viene scelta la combinazione che massimizza la likelihood

Per n6 jet:

2 ! 66

nN 2

121

n 6 7 8 9 10 11 12

N 360 2520 10080 30240 75600 166320 332640

2missz

lz

2missy

ly

2missx

lx

2l )E p()E p()E p()E (E GeV 3427.80 ccc

) ( pz

26/09/2001 Massimiliano Chiorboli SIF 2001 - Milano

Ottimizzazione e tagli

Eventi con più di 6 jet possono contenere jet da FSR:

I jet addizionali sono combinati ai jet dai top se R(j,j) < 1.7 e se la likelihood di risoluzione aumenta

Se vi sono ancora jet, si combinano ai jet da H se R(j,j) < 0.4

L_RESO > 0.05

L_BTAG > 0.50

L_KINE > 0.25

26/09/2001 SIF 2001 - Milano

Risultati per mH=115 GeV

% 13 /m

% 3.8 m/m

3.5 BS/

% 73 S/B

Errori puramente statistici, sistematici non ancora studiati. Maggiore fonte di incertezza: correzioni HO a segnale e fondo

% 0.2Ztt

% 1.3Htt0 % 0.003jjtt

% 0.4bbtt

(LO)

orders) (allk

5.1kk9.1k ZttHttqqtt (M. Spira et al., hep-ph/0107081)

26/09/2001

Risultati per 100 < mH < 130 GeV

S/B è alto: non occorre una sottrazione di fondo

a 95 – 122 – 135 GeV

Segnale visibile anche a bassa luminosità

5BS

Scoperta dell’Higgs entro 2 anni di run a LHC

26/09/2001 Massimiliano Chiorboli SIF 2001 - Milano

Misura di yt

Assumendo noto BR(H bb):

2S

BS

N

N

y

y N y

t

tt

Per mH = 115 GeV:

yt/yt = 13 %

Estensione al MSSM

tb

SUSYMSt

SUSYOSt

SUSYg~

2

SUSY

AA

M 6X

M 2X

M 0.8 M

TeV 2.0M

TeV 0.2

TeV 1M

Il caso più sfavorevole per h bb

max mh scenario(M. Carena hep-ph/9912223)

No mixing scenario: mh 115 GeV totalmente compresa nella regione accessibile

1int fb 30 L

1int fb 60 L

26/09/2001

Selezione degli eventi:

8 jet, ET > 20 GeV, || < 2.5

NH115 = 36

NBG = 103 % 22/m

% 8.8 m/m

5.3 BS/

% 35 S/B

bbbbqqqqHtt

90 < mH < 130 GeV

26/09/2001 Massimiliano Chiorboli SIF 2001 - Milano

Conclusioni

bbbbqqlHtt

Scoperta dell’Higgs entro 2 anni di run a 21033 cm-2 s-1

Picco di massa dell’Higgs con /m =13 %, m/m = 3.8 %

Misura dell’accoppiamento di Yukawa yt con yt/yt = 13 %

Lo spazio dei parametri MSSM può essere quasi totalmente coperto

bbbbqqqqHtt

Risultati preliminari confortanti, potrebbe essere un canale di scoperta