[論文レビュー] Prospects for Higgs Boson Searches in the Channel W H 0 ! lb b

V. Drollinger, D. Denegri+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 26, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 7被引用数 11

ひとこと要約

本論文は、高インテグレーテッド光度のLHC環境下でCMS検出器を用いて、WH⁰ → ℓbb崩壊モードにおけるヒッグスボソンの検出手法を提示する。迅速なシミュレーション、積層の抑制、bジャット識別、および改善された質量分解能を用いることで、発見の可能性は高インテグレーテッド光度に限定されるものの、このチャネルが主要なヒッグスカップリングの抽出を可能にし、他のチャネルと組み合わせることでヒッグス系の理解を深めることを示している。

ABSTRACT

We present a method how to detect the WH 0 ! lb b in the high luminosity LHC environment with the CMS detector. This study is performed with fast detector response simulation including high luminosity event pile up. The main aspects of reconstruction are pile up jet rejection, identification of b-jets and improvement of Higgs mass resolution. The detection potential in the SM for mH0 130 GeV=c 2 and in the MSSM is only encouraging for high integrated luminosity. Nevertheless it is possible to extract important Higgs parameters which are useful to elucidate the nature of the Higgs sector. In combination with other channels, this channel provides valuable information on Higgs boson couplings.

研究の動機と目的

• 高光度LHC環境下におけるWH⁰ → ℓbb崩壊モードの検出戦略の開発を目的とする。
• ヒッグスボソン崩壊の再構築において、積層イベントおよびジャット汚染の課題に対処することを目的とする。
• 検索における感度を向上させるために、ヒッグスボソン質量ピークの分解能を向上させることを目的とする。
• 標準模型およびMSSMにおけるヒッグスカップリングの測定可能性を評価することを目的とする。
• 他のヒッグス崩壊モードと組み合わせた場合の、このチャネルの貢献を評価することを目的とする。

提案手法

• 高光度条件下でのCMS検出器性能をモデル化するために、迅速な検出器応答シミュレーションを用いる。
• 追加の陽子-陽子衝突に起因する背景を抑制するために、積層ジャット拒否技術を適用する。
• ボトムクォークから発生するジャットを識別するために、bジャット識別アルゴリズムを採用する。
• ヒッグスボソン質量ピークの分解能を向上させるために、再構築技術を最適化する。
• 標準模型（mH⁰ = 130 GeV/c²）およびMSSMシナリオの両方のイベントをシミュレートする。
• 統合光度および信号対背景感度に基づいて、検出可能性を分析する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高光度LHC環境下でCMSを用いたWH⁰ → ℓbb崩壊モードの検出可能性はどの程度か？
• RQ2 積層ジャット拒否およびbジャット識別は、背景汚染の低減にどの程度効果的か？
• RQ3 この最終状態において、ヒッグス質量分解能はどの程度向上できるか？
• RQ4 このチャネルの標準模型およびMSSMにおけるヒッグスカップリングへの感度はいかほどか？
• RQ5 他の崩壊モードと組み合わせた場合、このチャネルはヒッグス系の包括的理解にどのように寄与するか？

主な発見

• 標準模型およびMSSMの両方において、WH⁰ → ℓbbチャネルの検出可能性は、高統合光度に限定してのみ有望である。
• 発見の可能性が限定的であるにもかかわらず、このチャネルは重要なヒッグスボソンカップリングパラメータの抽出を可能にする。
• 積層ジャット拒否およびbジャット識別は、信号純度および再構築の正確性を顕著に向上させる。
• 向上したヒッグス質量分解能は、背景が存在する状況でもヒッグスボソンピークへの感度を高める。
• 他の崩壊チャネルと組み合わせることで、この最終状態はヒッグスカップリングに対する価値ある制約を提供する。
• 本研究は、単なる発見を超えたヒッグス系の構造を探る上で、このチャネルの有効性を確認している。