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ヒッグス粒子探索 gg → H → WW* → lνjj

ヒッグス粒子探索 gg → H → WW* → lνjj. 佐藤構二 宇宙史拠点実習（ FNAL ） ガイダンス 2012 年 2 月 21 日. テバトロンでのヒッグス粒子の振る舞い. g g → H が最も断面積が大きい 生成モード（数百 fb ）。 m H >130 GeV /c 2 では H → WW* が最も分岐比が高い。 　　→ 重いヒッグスは H → WW* で探すべき。. CDF の重いヒッグス探索の現状. m H >130 GeV /c 2 は H → WW → ｌ ν ｌ ν の独壇場。

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ヒッグス粒子探索 gg → H → WW* → lνjj

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Presentation Transcript

  1. ヒッグス粒子探索gg→H→WW*→lνjj 佐藤構二 宇宙史拠点実習（FNAL）ガイダンス 2012年2月21日

  2. テバトロンでのヒッグス粒子の振る舞い • gg→Hが最も断面積が大きい生成モード（数百fb）。 • mH>130 GeV/c2ではH→WW*が最も分岐比が高い。 　　→重いヒッグスはH→WW*で探すべき。

  3. CDFの重いヒッグス探索の現状 • mH>130 GeV/c2はH→WW→ｌνｌνの独壇場。 • H→ZZはやられているが、コンビネーションにほとんど効いていない。

  4. HWW*lnjjチャンネル • quark • jet in calorimeter l W n • lepton • e : calorimeter • m : muon chambers hadronization H u, c W proton anti-proton d, s • anti-quark • jet in calorimeter 検出する粒子： • 　電子orミューオン　1個 • 　ニュートリノ　1個 • 　ジェット　2個 • neutrino • energy invalance • in calorimeter

  5. H→WW*→ｌνｊｊとH→WW*→lνlvチャンネル比較

  6. H→WW*→ｌνｊｊ現状での結果 • H→WW*→lνlvは、2012年2月に全データで結果をアップデート。 • H→ WW*→ｌνｊｊは…、 • ヒッグス粒子探索をした質量ポイントが足りない。 • 全データを使って解析をアップデートすべき。 • mH<160GeV/c2に対して感度がない。 2011年夏 H→WW*→ｌνｌν 8.2 fb-1 2012年冬 H→WW*→ｌνｊｊ 4.6 fb-1

  7. 現状のH→WW*→ｌνｊｊの問題点 • mH<160GeV/c2では…、 • H→WWの片方のWはmW=80.4 GeV/c2 (PDGの値)よりも軽い質量をもつ　→オフシェル、W*。 • バックグラウンド見積もりの都合で、 60<m(l,ν)<100 GeV/c2のカットをしていた。 • レプトン崩壊するWがオフシェルのヒッグス事象を、このカットでたくさん捨ててしまっている。 • PxνとPyνはカロリーメータの消失エネルギーをもとに測定できるが、Pｚνは測定値からは直接決めることができない。 • 現状の解析では、m(l,ν)=mW =80.4 GeV/c2を解いてPｚνを決めている。 • オフシェルのWに対してこれはよい扱いではない！

  8. オフシェルW→ｌνの扱いを改善する • 60<m(l,ν)<100 GeV/c2のカット： 　　　　→　m(l,ν)>40 (30?) GeV/c2に緩める。 • Pｚνを含む事象再構成について： • キネマティック・フィッターを作成する。 l W n H u, c W d, s

  9. テバトロンでの探索結果 • CDF+D0コンバインでの９５％C.L. excluded region: 156 ー177 GeV/c2

  10. LHCでの探索結果 • 95% C.L. excluded regions: • ATLAS 112.9-115.5 GeV, 131-238 GeV and 251-466 GeV • CMS 127-600 GeV

  11. 現状でのテバトロンでのH→WW*→ｌνｊｊ • LHCによって重いヒッグス粒子質量は棄却されてしまっているが…。 • テバトロンでは、現在全データを使って各チャンネルの最終結果を出す作業を行っている。 • メイン・チャンネルは2012年2月中。 • われわれの解析も、2012年春までに、同等の結果を出して論文に纏めたい。 • 全データを解析すること。 • 低い質量領域に対しても感度を増やして最終結果としたい。 • ヒッグスは見つけてからシッカリ測定することが最重要。 • H→WW*→ｌνｊｊチャンネルは、事象再構成に利点がある。 • LHCでのHWWのカップリング測定に繋げたい。

  12. まとめ • H→WW*→ｌνｊｊの探索解析。 • 特に、ヒッグス粒子がありそうな低い質量領域への感度を上げる研究を行う。 • みなさんの研究結果は本解析の最終結果に取り入れる。

  13. Backup

  14. CDF単独での95％C.L. exclusion: 156 < mH < 175 GeV

  15. Limit Improvement by addition of lvjj. Numbers below are: mH, cross section limit with lvlv, cross section limit with lvjj, limit improvement over lvlv. Improvement is estimated with: 1/sqrt(1+ limit(lvlv)^2/limit(lvjj)^2). lvlv8.2 + lvjj4.6 150 1.270 35.900 0.999 160 0.800 8.970 0.996 170 0.890 9.360 0.996 180 1.330 13.600 0.995 190 2.090 19.500 0.994 200 2.810 19.900 0.990 lvlv9.1 + lvjj9.1 150 1.206 25.524 0.999 160 0.759 6.378 0.993 170 0.845 6.655 0.992 180 1.263 9.669 0.992 190 1.984 13.864 0.990 200 2.667 14.149 0.983

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