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Ricerca del bosone di Higgs (SM o MSSM) nei canali bb o ττ a CMS Andrea Gozzelino per la collaborazione CMS L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso.

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1 Ricerca del bosone di Higgs (SM o MSSM) nei canali bb o ττ a CMS Andrea Gozzelino per la collaborazione CMS L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF1

2 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF2 Bosone di Higgs SM: produzione e decadimento DecadimentoIntervallo massa (GeV/c 2 ) H  γγ 110 – H  ττ H  WW  2l + 2ν H  ZZ  4l H  ZZ  2l + 2τ H  ZZ  2l + 2j H  ZZ  2l + 2ν Gluon fusionVBFVHttH

3 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF3 Compact Muon Solenoid Tracciatore Calorimetro elettromagnetico Calorimetro adronico Solenoide superconduttore, magnete Rivelatore di muoni Apparato sperimentale CMS

4 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF4 Ricerca nel canale VH, H  bb(bar) [V = W, Z] ANALISI topologia: ΔΦ(V,H) > 3 boost: p T bb > 100 (150) GeV/c per ZH (WH) b-tagging severo significanza energia mancante > 5 [Z(νν)H] fondi stimati da regioni di controllo con i dati FONDI Riducibili  QCD | ttbar | V+udscg Irriducibili  Z(ll)Z(bb) | W(lν)Z(bb) | V+bb [l =e ±, µ] CanaleBit Livello 1Percorso trigger alto livello W(µν)H 1 µ con p T > 10 GeV/c 1 µ isolato con p T > 17 GeV/c Z(µµ)H 1 µ con p T > 10 GeV/c 1 µ isolato con p T > 17 GeV/c W(eν)H 1 e ± o γ con E T > 15 GeV 1 e ± isolato nei calorimetri e nel tracciatore con p T > 17 GeV/c + jet centrale con p T > 30 GeV/c + jet centrale con p T > 25 GeV/c + pfMHT > 15 GeV Z(ee)H 1 e ± o γ con E T > 12 GeV 1 e ± isolato nei calorimetri e nel tracciatore con p T > 17 GeV + 1 e ± isolato nei calorimetri e nel tracciatore con p T > 8 GeV Z(νν)Hsomma energia elettromagnetica > 30 GeV jet centrale con p T > 80 GeV/c + energia mancante > 80 GeV || pfMHT > 150 GeV HIG

5 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF5 Risultati nel canale ZH, H  bb(bar) Analisi taglia e conta Analisi multivariate (MVA) Tutti i CANALI: W (µν)H | W(eν)H | Z(µµ)H | Z(ee)H | Z(νν)H HIG Linea nera  contributo atteso da segnale Metodo: algoritmo Boosted Decision Tree Metodo: fit a M(jet-jet)

6 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF6 Risultati: tutti canali VH combinati [V = W, Z] Limite superiore per sezione d’urto di produzione del bosone di Higgs SM in associazione ad un bosone vettore e nel canale di decadimento bb(bar) combinando le diverse strategie di m H = 115 GeV/c 2 : sezione d’urto misurata [MVA] = 8.3 sezione d’urto SM HIG Periodo di presa dati = marzo – luglio 2011  Luminosità integrata = 1.1 fb -1 Metodo: fit a M(jet-jet) Metodo: Boosted Decision Tree

7 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF7 MSSM Higgs: produzione, decadimento, analisi + Sia Φ = h, H, A CANALI τ µ τ h | τ e τ h τ e τ µ | τ µ τ µ DECADIMENTO: Φ  ττ Fit di massima verosimiglianza sullo spettro della massa invariante visibile della coppia di τ Categoria b Tag HIG TRIGGER: richiesta presenza di e ± et/or µ ±

8 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF8 Risultati su Higgs MSSM Nessuna evidenza della presenza di segnale di bosone di Higgs neutro MSSM (Φ = A) nello spettro in massa Larga regione esclusa nel piano [tg(β), m A m A = 120 GeV/c 2 regione esclusa per tg(β) > 14.2 HIG Periodo di presa dati = marzo – luglio 2011  luminosità integrata = 1.1 fb -1

9 CMS P5 – luglio 2006 CMS P5 – luglio 2008 GRAZIEGRAZIE L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF9

10 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF10 Bibliografia  CMS PAS HIG del 22 agosto 2011  CMS PAS HIG del 22 luglio 2011  CMS PAS HIG del 17 marzo 2011  CMS AN / 240 del 26 luglio 2011  Presentazione di Vivek Photon 2011 Conference in Mumbai (India) 22 agosto 2011  Presentazione di Antonio Conference about New Trends In High-Energy Physics - 5 settembre 2011

11 Back up slides L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF11

12 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF12 Studi su Φ  ττ HIG CanaleBit Livello 1Percorso trigger alto livello τµτhτµτh 2 jets centrali con p T > 36 GeV/c di cui 1 jet con b tag 1 µ isolato con p T > 15 GeV/c + τ h di carica opposta centrale con p T > 20 GeV/c τeτhτeτh 2 jets centrali con p T > 36 GeV/c di cui 1 jet con b tag 1 e ± isolato con E T > 20 GeV + τ h di carica opposta centrale con p T > 20 GeV/c τeτµτeτµ 2 jets centrali con p T > 36 GeV/c di cui 1 jet con b tag 1 e ± isolato con E T > 15 GeV + 1 µ isolato opposto con p T > 15 GeV/c τµτµτµτµ 2 jets centrali con p T > 36 GeV/c di cui 1 jet con b tag 2 µ isolati di carica opposta di cui 1 µ con p T > 20 GeV/c et 1 µ con p T > 10 GeV/c emessi ad almeno 0.04 cm dal vertice primario nel piano trasverso Ricostruzione τ h con algoritmo HPS FONDI Decadimenti W+jets QCD multi jets con errore di identificazione τ h e leptone reale o non identificato correttamente tt(bar) Z  ee or Z  µµ per errore di identificazione

13 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF13

14 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF14 Ipotesi: massa (H) = 120 GeV meccanismoσ (pb)svantaggio (a) gg  H 17QCD jets (b) VBF1,3QCD jets (c) WH0,66sensitività (c) ZH0,36sensitività Higgs SM: produzione

15 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF15 Higgs SM: decadimento

16 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF16 Dati ufficiali di CMS

17 Low Mass Higgs Search : H  b b gg  H  bb and VBF are dominant production modes but overwhelmed by enormous QCD di-jet background Best option: qq  VH; H  bb –Major backgrounds are V+jets, VV, ttbar Use –VH topology : ΔΦ(V,H) > 3 –P T (V)> GeV (boosted W/Z) –Tight b-tagging & MET quality –Backgrounds estimated from control data 17 _ Cut CMS Prelim

18 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF18 Analisi VHbb HIG Analisi taglia e conta Linea nera  contributo atteso da segnale

19 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF19 Analisi VHbb HIG Analisi multivariate (MVA) Linea nera  contributo atteso da segnale

20 Higgs In Minimal Supersymmetric Standard Model 20 2 Higgs doublets  5 physical Higgs Bosons: 2 CP-even neutrals: h, H scalar 1 CP-odd neutral: A pseudo-scalar 2 charged: H +, H - CP-odd and 1 CP-even Higgs Boson degenerate in Mass At Born level MSSM described by 2 Parameters: tan β, m A (Dependency on SUSY Parameters via radiative Corrections) 2 main Production Processes: Cross-section increases ~tan β 2 At large tan β, Br(A  ττ) = % (large) ττ state ideal for search for neutral MSSM Higgs boson  Extension of Z  ττ study +

21 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF21 HIG MSSM Higgs: analisi Categoria b Tag

22 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF22 HIG MSSM Higgs: analisi Categoria No b Tag

23 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF23

24 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF24

25 L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF25


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