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Etude du canal qq g WH g l ngg à haute luminosité

Etude du canal qq g WH g l ngg à haute luminosité. –. Olivier Ravat, Morgan Lethuillier. Le Higgs est-il lourd ?. LEP recherche directe SM m H > 114.4 GeV (95% CL). Fit électrofaible SM m H = 113 +62 -42 GeV m H < 237 GeV (95% CL). Limites théoriques ( d m h ~5 GeV)

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Etude du canal qq g WH g l ngg à haute luminosité

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Presentation Transcript

  1. Etude du canalqq gWH g lnggà haute luminosité – Olivier Ravat, Morgan Lethuillier

  2. Le Higgs est-il lourd ? LEP recherche directe SM mH > 114.4 GeV (95% CL) Fit électrofaible SM mH = 113 +62 -42 GeV mH < 237 GeV (95% CL) Limites théoriques (dmh~5 GeV) cMSSM mh < 130 GeV mSUGRA mh < 124 GeV GMSB mh < 119 GeV AMSB mh < 122 GeV ! Abracadabrantesque SSM: mh < 205 GeV [Ambrosanio ’01] LEP recherche directe MSSM mh > 91.0 GeV (95% CL) [Quiros ’98] uDans le domaine de masse favorisée, Hggg non négligeable (~0.1%)

  3. Quel mode de production ? uWH non dominant, mais de précieux atouts lorsque Wgln: - rejet du bruit grâce au lepton - reconstruction aisée du vertex - couverture MSSM

  4. Le Higgs est-il large ? SM MSSM u Largeur négligeable dans le domaine de masse etudié (mH < 160 GeV) u Résolution sur mH dominée par la résolution du calorimètre et par la reconstruction du vertex u Largeur ~ 1 GeV possible a grand tan b

  5. Une résolution en masse cruciale ? uLa majeure partie du spectre des photons se situent dans la partie où la résolution en énergie est dominée par le terme constant, d’autant plus que les seuils triggers sont assez élevés (di-photon L3 Haute Luminosité: ET1 >35 GeV & ET2 >20 GeV) c Importance de la calibration

  6. Une résolution en masse cruciale ? L = 100 fb-1 L = 100 fb-1 qq g WH g engg mH = 120 GeV gg g H ggg mH = 130 GeV CMSJET uniquemenent bdf irreductible uWH gggest un canal moins exigeant quant aux performances du calorimètre. Son potentiel demeure intéressant dans l’hypothèse d’une dégradation des performances du calorimètre (calibration/vieillissement)

  7. [Daskalakis ’03] sz = 5.3 cm L = 1034 cm-2 s-1 gg g H ggg mH = 115 GeV Reconstruction du vertex uSi l’on ne reconstruit pas efficacement le vertex primaire, l’étalement longitudinal des bunchs au LHC entraine une degradation de la résolution angulaire des photons et donc une résolution moindre sur mH

  8. L = 1034 cm-2 s-1 qq g WH g engg L = 1034 cm-2 s-1 qq g WH g engg s = 39 mm RMS = 98 mm Reconstruction pixel <nb vtx> = 11.4 RMS = 5.9 Reconstruction du vertex uDans le cas du canal gggHggg ,le “bon” vertex se trouve dans ~90% des cas dans la liste des vertex réconstruits, sa précision est bonne (s=93 mm, RMS =154 mm), mais il est tres délicat de l’identifier parmi les 10 autres vertex en moyenne uDans le cas du canal qqgWHggg ,aucune ambiguité, la position du vertex est directement mesurée par le paramètre d’impact du lepton issu de la désintegration du W

  9. g g Le Higgs préfère la lumière à la couleur… Rapport MSSM / SM s(ggggg) x BR(Hggg) [Carena Houches’01] gggH peut être supprimé lorsque la masse du stop est proche de celle du top (i.e. a fort melange) Hggg ,la contribution du top peut également être supprimée, mais la contribution dominante du W ne peut être réduite que de ~10% maxium par les boucles de charginos [Djoiuadi’98] u “The gluophobic Higgs scenario”: un des scénarios benchmark proposé aux Houches’01 Msusy = 1 TeV , m = 200 GeV , M2 = 200 GeV XtOS = 2 Msusy , Ab=At , mg = 0.8 Msusy uWHggg essentiel à la couverture complète du MSSM

  10. Les outils… uSignal généré avec COMPHEP 41.10 (cross-check avec PYTHIA 6.2) Bruit de fond irréductible: COMPHEP 41.10 Bruit de fond instrumental: PYTHIA 6.2 uSections efficaces: V2HV (M. Spira, NLO) pour le signal, COMPHEP & PYTHIA pour le bdf Corrections NLO faibles (~ +30%) a possible d’utiliser un générateur LO, corrigé d’un K-factor Pas de calcul NLO existant pour le bdf a on applique le meme K-factor uHadronisation & Fragmentation: PYTHIA 6.2 Minimum bias et évènement sous jacent ajustés sur les données CDF (R. Field) Fonction de structure: CTEQ 5L uSimulation détecteur: CMSIM 133 uDigitization et reconstruction: ORCA 7_6_1 + Pile-up haute luminosité (17.3 evts)

  11. - - ud g engg COMPHEP Tous les sous-processus sont générés. La contribution des saveurs lourdes est loin d’être négligeable (~20%) Sous-process x-section error [%] poids [%] U,d g A A e1 N1 2.790 E-05 0.055 39.308 U,s g A A e1 N1 5.771 E-07 0.053 0.813 U,b g A A e1 N1 7.361 E-11 0.054 0.000 d,U g A A e1 N1 2.789 E-05 0.059 39.297 d,C g A A e1 N1 8.677 E-07 0.059 1.223 s,U g A A e1 N1 5.769 E-07 0.059 0.813 s,C g A A e1 N1 6.143 E-06 0.060 8.655 C,d g A A e1 N1 8.667 E-07 0.057 1.221 C,s g A A e1 N1 6.143 E-06 0.055 8.656 C,b g A A e1 N1 5.262 E-09 0.053 0.007 b,U g A A e1 N1 7.357 E-11 0.058 0.000 b,C g A A e1 N1 5.258 E-09 0.055 0.007 Signal

  12. Section efficace signal / K-factor sWH(pb) mH Br(Hggg) NLO sWH nb évt engg [GeV] *103 [pb] pour 100 fb-1 115 2.064 2.074 45.4 120 2.187 1.819 42.1 125 2.246 1.603 38.2 130 2.227 1.414 33.4 135 2.124 1.252 28.2 140 1.941 1.115 22.9 145 1.693 0.992 17.8 150 1.391 0.889 13.1

  13. Trigger Di-photon / Présélection Sélection au niveau générateur : 3 objets é-m, ET > 20 GeV , h < 2.7 , isolés DR > 0.3 mH 110 115 120 125 130 135 140 145 150 bdf irréductible evts / 100 fb-1 30.0 26.8 23.9 21.6 19.3 17.3 15.6 14.1 9.6 782.3

  14. Reconstruction de l’énergie Identification des photons convertis par coupure sur S25 / E(supercluster) a Estimateur de l’énergie pour photons non-convertis: S25 a Estimateur de l’énergie pour photons convertis: E(supercluster)

  15. Reconstruction de l’énergie Sans coupure sur S25 / Esc Avec coupure S25 / Esc > 0.95 s = 0.80 % seff = 1.25 % s = 0.78 % seff = 1.15 %

  16. Reconstruction de la masse Avec correction de vertex s = 1.00 GeV seff = 1.82 GeV Sans correction de vertex s = 1.74 GeV seff = 2.99 GeV

  17. Optimisation des coupures Les coupures avaient été optimisées sur CMSJET La statistique des évts ORCA et la compréhension est encore insuffisante pour réoptimiser a on conserve provisoirement les mêmes coupures

  18. Anciens résultats… CMSJET L = 100 fb-1 Significance poissonienne après 1 an à haute luminosité WH g engg mH = 120 GeV CMSJET uniquemenent bdf irreductible CMSJET uniquemenent bdf irreductible

  19. Nouveaux resultats “bruts”… ORCA 1 an à haute luminosité WH g engg mH = 120 GeV ORCA 7_6_1 uniquemenent bdf irréductible

  20. La suite… uPoursuite de la production… bdf instrumental uCheck des filtres générateurs uAmélioration de la résolution uExploiter la totalite de l’information a analyse moins rudimentaire uZH uttH (S. Gascon, D. Mercier) uInterprétation (SUSY / extra dims)

  21. Backup transparencies

  22. Pythia CompHEP Pythia CompHEP Pythia CompHEP Pythia CompHEP

  23. Pythia CompHEP Pythia CompHEP

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