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

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

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

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

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)

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

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 ±

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

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

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

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

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

L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF13

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

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

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

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

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

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

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 +

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

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

L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF23

L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF24

L'Aquila, 26 settembre 2011XCVII Congresso Nazionale SIF25