[论文解读] Simplified Template Cross Sections -- Stage 1.1 and 1.2

N. Berger, C. Bertella+26 more|arXiv (Cornell University)|Jun 6, 2019

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 42

一句话总结

本文给出 Run 2 的 Simplified Template Cross Sections (STXS) stage 1.1 的完整定义，对 gluon fusion、VBF 和 VH 的分箱进行了细化，引入子分箱边界以更好地处理理论不确定性，并实现跨通道和跨实验的组合。

ABSTRACT

Simplified Template Cross Sections (STXS) have been adopted by the LHC experiments as a common framework for Higgs measurements. Their purpose is to reduce the theoretical uncertainties that are directly folded into the measurements as much as possible, while at the same time allowing for the combination of the measurements between different decay channels as well as between experiments. We report the complete, revised definition of the STXS kinematic bins (stage 1.1 and stage 1.2), which have been used for the measurements by the ATLAS and CMS experiments using the full LHC Run 2 datasets. The main focus is on the four dominant Higgs production processes, namely gluon-fusion, vector-boson fusion, production in association with a vector boson and in association with a $t\bar t$ pair. We also comment briefly on the treatment of other production modes.

研究动机与目标

• 使用完整的 Run 2 数据为 gg→H、VBF (qqH) 和 VH (V→leptons) 产生定义完整的 STXS stage 1.1 分箱。
• 通过明确的子分箱边界改进对高 pT 区域和理论不确定性的处理。
• 在可能的情况下确保向后兼容性，并实现跨通道和跨实验的稳健组合。
• 在 STXS 框架内澄清终态对象定义以及对其他产生模式 (bb→H, ttH) 的处理。

提出的方法

• 给出 gg→H、电弱 qqH (VBF 加上强子 VH) 以及 leptonic VH 产生的修订分箱定义。
• 引入子分箱边界以跟踪残留理论不确定性并为未来的分箱拆分做准备。
• 详述用于展开到 STXS 分箱的 Higgs、Lepton 和 Jet 对象定义。
• 提供自 stage 1.0 起的明确分箱变化，包括 pT(H) 与 mjj，以及选择这些的理由。
• 讨论其他产生模式 (bbH, ttH) 及其当前的分箱定义状态。

Figure -959 : Stage 1.1 bins for gluon-fusion Higgs production $gg\to H$ .

实验结果

研究问题

• RQ1 gg→H、qqH (VBF) 和 VH (leptonic) 产生的具体 stage 1.1 分箱定义是什么？
• RQ2 子分箱边界如何帮助管理残留理论不确定性并促进未来的分箱拆分？
• RQ3 应如何定义终态对象以实现跨衰变通道的一致展开到 STXS？
• RQ4 与 stage 1.0 相比，哪些方面具有向后兼容性，尤其是 VBF 和 gg→H 的主要变化？
• RQ5 在 stage 1.1 框架内如何处理其他产生模式 bb→H 和 ttH？

主要发现

• Stage 1.1 提供面向 gg→H、VBF 和 VH 的完整、修订的 STXS 分箱定义，覆盖整个 Run 2 数据集。
• gg→H 的高 pT 区域被提前拆分，以便进行专门处理和 BS M 灵敏度处理。
• VBF 分箱通过更细的 mjj 结构和对喷射数的新方法得到精细化改进，提升理论不确定性处理。
• 引入子分箱边界以监控残留理论不确定性并为未来可能的分箱拆分做准备。
• 大多阶段的分箱定义保持向后兼容，VBF 以及相关的 gg→H 和 VH 分箱结构有显著变化。
• 对 b b̄→H 和 t t̄H 模式给出明确指南，bbH 出于实际考虑与 gg→H 合并，ttH 等待未来的分箱迭代。

Figure -958 : Stage 1.1 bins for electroweak $qqH$ production, VBF $+V(\to qq)H$ .