Búsqueda del Bosón de Higgs del Modelo Standard en el Canal de Desintegración H a WW a 2mu2nu en el Experimento CMS del LHC.

Resumen

Mi trabajo en el grupo de Higgs de CMS se ha centrado en el estudio de canal de desintegración de Higgs del Modelo Standard en dos bosones W con dos muones y dos neutrinos en el estado final. Para este canal se ha desarrollado una estrategia de búsqueda a llevar a cabo durante la primera etapa de funcionamiento del LHC, estudiándose en profundidad las características físicas del canal y orientando el análisis hacia un posible descubrimiento del bosón de Higgs en el contexto de baja luminosidad. La dificultad del análisis reside, entre otros, en la pequeña sección eficaz de la señal comparada con la del fondo, que es capaz de proporcionar estados finales de similares características; y en que los neutrinos del estado final hacen que no sea posible reconstruir el pico de masa. Aún así, la señal presenta ciertas particularidades que permiten diferenciarla del fondo, la más importante de todas es el ángulo entre los muones en el plano transverso, que, debido a correlaciones de espín (el bosón de Higgs SM tiene espín 0) para señal tiende a tomar valores pequeños. Se propone un análisis con cortes secuenciales. Basándose en un buen conocimiento de señal y fondos, se determina qué variables físicas tienen mayor poder discriminante. En este caso: la energía perdida del suceso, el momento de los muones, su masa invariante, y el ángulo de separación entre ellos. También se pide que los sucesos no presenten actividad hadrónica, ya que no se esperan jets para señal. Diferentes estimaciones de la luminosidad necesaria para excluir/descubrir el bosón de Higgs en el LHC se han llevado a cabo utilizando simulación de Monte Carlo, cada vez incluyendo mayor conocimiento tanto de los objetos físicos como de los errores sistemáticos, llegándose a que en la región de masa cercana a 2mW es posible descubrir el Higgs en este estado final con luminosidades cercanas a 1fb-1 a 7 TeV de energía del centro de masas (primera etapa de funcionamiento del LHC).