Ricerca del Bosone di Higgs a LHC

Landau Pole: la costante di accoppiamento diventa infinita

Higgs Width vs M Higgs Per alte masse diventa indefinito

I diagrammi con H cancellano la crescita quadratica del primo diagramma Se non esiste lHiggs, deve esistere qualcosa di analogo !!!

Ricerca del Bosone di Higgs al LEP e+e+ e-e- Z o * ZoZo HoHo b b X X E cm max = 207 GeV M H max ~ E cm max - M z o ~ 116 GeV B-tag

Poisson Statistics: probability of obtaining k events if λ events are expected on average (the mean): P(k,λ) = e -λ ·λ k k!k!

Probabilita di osservare n candidati, ognuno con x j di una certa variabile discriminante (es. Massa, lunghezza di decadimento, etc, nellipotesi segnale + fondo ): P j = probab. che il candidato j abbia il valore x j Dove S(x j ) e B(x j ) sono la probab. che x j sia segnale o fondo. e il numero di eventi di segnale con valore x j, etc… w j e un peso a seconda che levento sia piu signal-like o background-like

Genero Q nellipotesi di solo fondo. Genero Q nellipotesi segnale + fondo Li confronto con Q osservato (un valore) dove s e calcolato nellipotesi di solo fondo Idea di base: verificare se I dati osservati sono piu compatibili con una ipotesi di solo fondo, o di segnale piu fondo observed

Q = L s+b /L b Likelihood con ipotesi di segnale + background Likelihood con ipotesi di solo segnale (ci si arriva da Lep Electroweak Working Group webpage)

Il segnale visto dal LEP

Pesi degli eventi Higgs-like

Limite superiore alla sezione durto per produzione di Higgs, R lim (Se non ho abbastanza sensibilita, posso dire che σ obs (Higgs, 95 CL) < X, al 95 % CL.) Confronto con σ(Higgs SM), ovvero X = σ(Higgs SM). R lim = σ(Higgs, 95 CL)/σ(Higgs SM) vs M H Se R lim < 1 si esclude la produzione di Higgs, rispetto al Modello Standard Un modo alternativo di mostrare i plot di esclusione Limite attuale del Tevatron

And below 115 GeV ?!?!?! Tevatron per M H < 150 GeV

LLR = L s+b /L b

X-sec ~ 1 fb 100 event = 100 fb -1

LHC e una macchina di gluoni Parton Distribution Functions nel protone

La produzione da gluoni e dominante a LHC Sez. durto di produzione (fb) Branching Ratio di decadimento

Accoppiamenti dellHiggs: g HVV ~ m 2 V (1/sin 2 Ɵ w per le W) g Hff ~ m f

22 H Branching Ratio di decadimento Raro ma in linea di principio facile da identificare H t t

30 fb -1 Mass measurement at the level of MeV is possible with enough luminosity

N.B. Nel run appena iniziato e previsto 1 fb -1 (a 7 TeV)

Branching Ratio di decadimento 26 ttH, Hbb Grande sezione durto, ma fondi altissimi. Riservato ai maniaci, e solo se lhiggs e gia stato scoperto

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, Hbb, 60fb -1

qqH, H Branching Ratio di decadimento Un ragionevole compromesso fra sez. durto e fondo

In CMS with early data of 1fb -1 only an upper limit on the cross section can be established. (Worse at 7 TeV)

30 HW W Branching Ratio di decadimento Canale migliore per M H ~ 2 M w H W W*W*

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

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

35 HZZ H Z Z* Branching Ratio di decadimento Canale piu pulito per alte masse

Higgs boson candidate mass at preselection level 1 fb -1 ) Selection cuts

Ricostruzione massa Z e Z* Ricostruzione massa H HZZ, 1fb TeV !!!

Quasi escluso !

Roma M. Diemoz 1 fb -1 esclusione GeV Previsioni a 1 fb -1