18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Ricerca di bosoni di Higgs doppiamente carichi con il rivelatore L3 al LEP. Ricerca di bosoni H ++ /H -- prodotti in coppia, sui dati raccolti tra il 1998 e il 2000, corrispondenti a una luminosita integrata di 623 pb ­1, ad energie del centro di massa comprese tra 189 GeV e 209 GeV.

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Aspetti principali Higgs doppiamente carico Produzione al LEP Decadimento Ipotesi Monte Carlo e Dati Analisi Risultati Programma

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Higgs doppiamente carico Compare in estensioni del MS, modelli supersimmetrici e modelli in cui sia prevista lesistenza di un tripletto di Higgs [G.B. Gelmini and M. Roncadedli, Phys. Lett. B99 (1981) 411; R.N. Mohapatra and J.D. Vergados, Phys. Rev. Lett. 47 (1981) 1713] Tali modelli prevedono piccole masse per i neutrini e lesistenza di Higgs doppiamente carichi di masse relativamente leggere (circa 100 GeV/c²) Allordine piu basso si accoppiano soltanto a leptoni carichi o altri bosoni di Higgs o di gauge, in maniera che si conservi la carica elettrica

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Produzione In principio prodotti al LEP II, attraverso il processo e + e - H ++ H --, con sezione durto differenziale dipendente dalla loro massa e dallenergia del c.m. Canale sCanale t

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Decadimento I modi dominanti di decadimento sono: H ++ l + l + H -- l - l - con l,l = e,, Lampiezza di decadimento per un Higgs che decada in una coppia di : Valori della costante h ij sufficientemente alti da permettere un decadimento veloce dellHiggs.

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Ipotesi Sezione durto differente per i canali Right e Left, a causa del contributo nel solo canale Left dello scambio di Z. Questo tuttavia influisce solo per un fattore di scala Le efficienze di rivelazione per i canali R e L sono identiche, dunque e possibile considerare soltanto accoppiamenti a particelle right-handed Canale t trascurabile purche si scelga la costante di accoppiamento h non troppo grande. Si considerano tutte le possibili combinazioni di sapore per il decadimento dell Higgs doppiamente carico (ee,,, e, e, ) Per ogni canale, una sola costante di accoppiamento non nulla alla volta.

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco canale s, Left canale s, Right canali s + t, Left canali s + t, Right

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Montecarlo Prodotti per simulare la produzione in coppia di H ++ /H --, e per stimare il fondo atteso per processi dovuti al MS. Contributi dominanti per il fondo: e + e - e + e e + e - ZZ e + e - WW

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Per ogni costante di accoppiamento, per ogni valore dellenergia del c.m. e per ogni differente massa dellHiggs: simulati 5000 eventi di segnale. En c.m. 189 GeV192 GeV196 GeV200 GeV202 GeV205 GeV207 GeV M.Higgs45 (Gev/c²)

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco 6 costanti di accoppiamento, una per ogni combinazione di sapore per il decadimento dell Higgs doppiamente carico: h ee,h em,h et,h mm,h mt,h tt compromesso sul valore della costante di accoppiamento che parametrizza linterazione del bosone di Higgs doppiamente carico: sufficientemente grande da assicurare un decadimento veloce, ma abbastanza piccola da poter trascurare il canale t di decadimento: h ij = 0.01, h kl = 0 per k i, l j

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Il campione di dati utilizzato per lanalisi: Dati Ecm (GeV) (GeV)Lum. Int. (pb -1 ) 188 – – – – – – – –

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Gli stati finali risultanti dai processi e + e - H ++ H -- seguiti dai decadimenti H ++ l + l +, H -- l - l -, constano di 4 leptoni. Lanalisi e di tipo esclusivo. h(ee)h(e )h( )h(e )h( ) eeee ee ee eee eM ee JJ JJ ee MM e JJ MJJ ee JJ e JJ JJ MJJ

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Analisi La selezione degli eventi richiesti avviene in due fasi: 1.Preselezione: almeno 3 leptoni identificati e ricostruiti; numero di tracce ricostruite pari almeno a 4 e non superiore a 10 2.Selezione: tagli su variabili differenti, dipendenti dai canali considerati (es. energia visibile, momento trasverso, energia dei leptoni identificati)

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco dati fondo atteso segnale

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco segnale dati fondo atteso

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Risultati Il numero di eventi rimanenti dopo ognuna delle due fasi, per singolo accoppiamento: AccoppiamentoDatiFondoSegnale (prelim.) Efficienza (%) Segnale ee (Presel.) – (Sel.) – – 63.3 e (Presel.) – – 46.9 (Sel.) – – 44.4 (Presel./Sel.) – – 44.4 e (Presel.) – – 46.4 (Sel.) – – 32.4 (Presel.) – – 22.8 (Sel.) – – 22.2 (Presel.) – – 55.0 (Sel.) – 52.9

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco Gli eventi osservati, selezionati per i diversi canali, sono consistenti con i numeri attesi per i processi dovuti al Modello Standard. Nessuna evidenza per la produzione di H ++ /H -- E possibile derivare limiti sulla sezione durto di produzione e sulla massa del bosone di Higgs doppiamente carico. Programma

18/12/2002 Higgs doppiamente carico - F. Greco La linea solida mostra il limite superiore sulla sezione durto di produzione (95% c.l.)