[论文解读] 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 11

一句话总结

本文提出了一种在高亮度LHC环境下利用CMS探测器检测Higgs玻色子的H⁰WH → ℓbb衰变道的方法。通过采用快速模拟、堆叠抑制、b-夸克喷注识别以及改进的质量分辨率，结果表明，尽管在高积分亮度下才具备发现潜力，但该衰变道能够提取关键的Higgs耦合参数，结合其他衰变道可深化对Higgs场的了解。

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.

研究动机与目标

• 开发高亮度LHC环境下H⁰WH → ℓbb衰变道的探测策略。
• 解决在重建Higgs玻色子衰变过程中由堆叠事件和喷注污染带来的挑战。
• 提升Higgs质量分辨率以增强搜索的灵敏度。
• 评估在标准模型和MSSM中测量Higgs耦合参数的潜力。
• 评估该衰变道在与其他Higgs衰变模式结合时的贡献。

提出的方法

• 利用快速探测器响应模拟来建模高亮度条件下CMS探测器的性能。
• 应用堆叠喷注抑制技术以抑制额外质子-质子碰撞带来的背景。
• 采用b-夸克喷注识别算法以区分来自底夸克的喷注。
• 优化重建技术以提升Higgs玻色子质量峰的分辨率。
• 对标准模型（mH⁰ = 130 GeV/c²）和MSSM情景下的事件进行模拟。
• 基于积分亮度和信号对背景的灵敏度分析探测潜力。

实验结果

研究问题

• RQ1 在高亮度LHC环境下，利用CMS探测器对H⁰WH → ℓbb衰变道的探测能力如何？
• RQ2 堆叠喷注抑制与b-夸克喷注识别在减少背景污染方面的有效性如何？
• RQ3 在此末态中，Higgs质量分辨率能够提升到何种程度？
• RQ4 该衰变道对标准模型和MSSM中Higgs耦合的灵敏度如何？
• RQ5 当与其他衰变模式结合时，该衰变道如何促进对Higgs场的全局理解？

主要发现

• 在标准模型和MSSM中，H⁰WH → ℓbb衰变道的探测潜力仅在高积分亮度下才具有前景。
• 尽管发现能力有限，该衰变道仍能提取重要的Higgs玻色子耦合参数。
• 堆叠喷注抑制与b-夸克喷注识别显著提升了信号纯度和重建精度。
• 改进的Higgs质量分辨率增强了在背景存在下对Higgs玻色子峰的探测灵敏度。
• 当与其他衰变通道结合时，该末态为Higgs耦合参数提供了宝贵的约束。
• 本研究证实了该衰变道在超越简单发现之外，对探究Higgs场结构具有重要价值。