Coupling measurement of the Higgs boson and search for heavy Higgs like bosons via the decay channel \hwwlnln with the ATLAS experiment
Beschreibung
vor 9 Jahren
Diese Arbeit pr\"asentiert zwei Analysen des Zerfallskanals
\hwwlnln mit den Daten des ATLAS experiments am LHC. Die
analysierten Daten wurden im Jahr 2011 bzw. 2012 bei einer
Schwerpunktsenergie von $\sqrt{s} = 7 \TeV$ bzw. $8 \TeV$
aufgezeichnet und es wurde eine integrierte Luminosit\"at von
$25\,\textrm{fb}^{-1}$ erreicht. Die beiden Analysen unterscheiden
sich im analysierten Phasenraum, der von der Massen $m_{\rm H}$ des
Higgs boson Signals abh\"angt. Die Analyse f\"ur Massen $m_{\rm H}
< 200 \GeV$ wurde \"uber die letzten Jahre optimiert, um in der
Lage zu sein, eine Pr\"azisions Messung der Kopplungen einer
Resonanz bei $m_{\rm H} \approx 125 \GeV$ durchzuf\"uhren. Dabei
wird ein Likelihood Fit der transversalen Masse $\mT = \sqrt{
(E_{T}^{\ell \ell} + P_{T}^{\nu \nu})^2 - | \vec{P_{T}^{\ell \ell}}
+ \vec{P_{T}^{\nu \nu}|^2} }$ angewendet. Mit einer statistischen
Signifikanz von $6.1 \sigma$ konnte ein \hwwlnln Signal bei einer
Masse $m_{\rm H} = 125.36 \pm 0.41 \GeV$ beobachtet werden. Die
Messung der Signalst\"arke, dem Verh\"altniss von experimentell
bestimmtem Produktionswirkungsquerschnitt mal
Verzweigungsverh\"altnis zur theoretischen Prognose, ergab
folgenden Wert: \begin{align*} \mu &= 1.08\,^{+0.16}_{+0.15}
\textrm{(stat.)} \,^{+0.16}_{-0.14} \textrm{(syst.)}, \end{align*}
was im Einklang mit der Standard-Modell-Vorhersage steht. Die
Skalierung der Kopplungen des Higgs bosons an Fermionen und Bosonen
wurden bestimmt zu: \begin{align*} \kappa_{F} &=
0.92\,^{+0.30}_{-0.23}\\ \kappa_{V} &= 1.04\,^{+0.10}_{-0.11}.
\end{align*} Zur Suche nach schweren, Higgs boson artigen Teilchen
wurde die Analyse des \\ \hwwlnln Zerfallskanals f\"ur Massen
$m_{\rm H} > 200 \GeV$ optimiert. Auch im hohen Massenbereich
wird ein Likelihood Fit an der Verteilung der transversalen Masse
\mT durchgef\"uhrt. Es wurden obere Grenzen auf
Produktionswirkungsquerschnitt mal Verzweigungsverh\"altnis f\"ur
drei Szenarien bestimmt: Standard-Model-Higgs-Boson im
Massenbereich $200 \leq m_{\rm H} \leq 1 \TeV$, Higgs boson artige
Resonanz mit einer Zerfallsbreite von $1 \GeV$ im Massenbereich
$200 \leq m_{\rm H} \leq 2 \TeV$ und das elektroschwache Singlet
Szenario im Massenbereich $200 \leq m_{\rm H} \leq 1 \TeV$, bei dem
die Zerfallsbreite zus\"atzlich zur Masse variiert wird. Es konnte
in keinem getesteten Szenario ein statistisch signifikanter
Daten\"uberschuss beobachtet werden und dar\"uberhinaus konnte ein
Standard Modell artiges Higgs Boson bis zu einer Masse von $m_{\rm
H} = 661 \GeV$ ausgeschlossen werden.
\hwwlnln mit den Daten des ATLAS experiments am LHC. Die
analysierten Daten wurden im Jahr 2011 bzw. 2012 bei einer
Schwerpunktsenergie von $\sqrt{s} = 7 \TeV$ bzw. $8 \TeV$
aufgezeichnet und es wurde eine integrierte Luminosit\"at von
$25\,\textrm{fb}^{-1}$ erreicht. Die beiden Analysen unterscheiden
sich im analysierten Phasenraum, der von der Massen $m_{\rm H}$ des
Higgs boson Signals abh\"angt. Die Analyse f\"ur Massen $m_{\rm H}
< 200 \GeV$ wurde \"uber die letzten Jahre optimiert, um in der
Lage zu sein, eine Pr\"azisions Messung der Kopplungen einer
Resonanz bei $m_{\rm H} \approx 125 \GeV$ durchzuf\"uhren. Dabei
wird ein Likelihood Fit der transversalen Masse $\mT = \sqrt{
(E_{T}^{\ell \ell} + P_{T}^{\nu \nu})^2 - | \vec{P_{T}^{\ell \ell}}
+ \vec{P_{T}^{\nu \nu}|^2} }$ angewendet. Mit einer statistischen
Signifikanz von $6.1 \sigma$ konnte ein \hwwlnln Signal bei einer
Masse $m_{\rm H} = 125.36 \pm 0.41 \GeV$ beobachtet werden. Die
Messung der Signalst\"arke, dem Verh\"altniss von experimentell
bestimmtem Produktionswirkungsquerschnitt mal
Verzweigungsverh\"altnis zur theoretischen Prognose, ergab
folgenden Wert: \begin{align*} \mu &= 1.08\,^{+0.16}_{+0.15}
\textrm{(stat.)} \,^{+0.16}_{-0.14} \textrm{(syst.)}, \end{align*}
was im Einklang mit der Standard-Modell-Vorhersage steht. Die
Skalierung der Kopplungen des Higgs bosons an Fermionen und Bosonen
wurden bestimmt zu: \begin{align*} \kappa_{F} &=
0.92\,^{+0.30}_{-0.23}\\ \kappa_{V} &= 1.04\,^{+0.10}_{-0.11}.
\end{align*} Zur Suche nach schweren, Higgs boson artigen Teilchen
wurde die Analyse des \\ \hwwlnln Zerfallskanals f\"ur Massen
$m_{\rm H} > 200 \GeV$ optimiert. Auch im hohen Massenbereich
wird ein Likelihood Fit an der Verteilung der transversalen Masse
\mT durchgef\"uhrt. Es wurden obere Grenzen auf
Produktionswirkungsquerschnitt mal Verzweigungsverh\"altnis f\"ur
drei Szenarien bestimmt: Standard-Model-Higgs-Boson im
Massenbereich $200 \leq m_{\rm H} \leq 1 \TeV$, Higgs boson artige
Resonanz mit einer Zerfallsbreite von $1 \GeV$ im Massenbereich
$200 \leq m_{\rm H} \leq 2 \TeV$ und das elektroschwache Singlet
Szenario im Massenbereich $200 \leq m_{\rm H} \leq 1 \TeV$, bei dem
die Zerfallsbreite zus\"atzlich zur Masse variiert wird. Es konnte
in keinem getesteten Szenario ein statistisch signifikanter
Daten\"uberschuss beobachtet werden und dar\"uberhinaus konnte ein
Standard Modell artiges Higgs Boson bis zu einer Masse von $m_{\rm
H} = 661 \GeV$ ausgeschlossen werden.
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