Dissertations / Theses on the topic 'Higgs couplings'
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Riad, Stella. "Phenomenology of neutrino properties, unification, and Higgs couplings beyond the Standard Model." Doctoral thesis, KTH, Teoretisk partikelfysik, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-202311.
Full textAbstract:
The vast majority of experiments in particle physics can be described by the Standard Model of particle physics (SM). However, there are indications for physics beyond it. The only experimentally demonstrated problem of the model is the difficulty to describe neutrino masses and leptonic mixing. There is a plethora of models that try to describe these phenomena and this thesis investigates several possibilities for new models, both full theories and effective frameworks. The values of the parameters in a model are dependent on the energy scale and we say that the parameters run. The exact behavior of the running depends on the model and it provides a signature of the model. For a model defined at high energies it is necessary to run the parameters down to the electroweak scale in order to perform a comparison to the known values of observed quantities. In this thesis, we discuss renormalization group running in the context of extra dimensions and we provide an upper limit on the cutoff scale. We perform renormalization group running in two versions of a non-supersymmetric SO(10) model and we show that the SM parameters can be accommodated in both versions. In addition, we perform the running for the gauge couplings in a large set of radiative neutrino mass models and conclude that unification is possible in some of them. The Higgs boson provides new possibilities to study physics beyond the SM. Its properties have to be tested with extremely high precision before it could be established whether the particle is truly the SM Higgs boson or not. In this thesis, we perform Bayesian parameter inference and model comparison. For models where the magnitude of the Higgs couplings is varied, we show that the SM is favored in comparison to all other models. Furthermore, we discuss lepton flavor violating processes in the context of the Zee model. We find that these can be sizeable and close to the experimental limits.QC 20170221
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Voutsinas, Georgios. "Optimisation of the ILC vertex detector and study of the Higgs couplings." Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAE053/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est une contribution au document intitulé "Detector Baseline Document (DBD)" décrivant le conceptde détecteur ILD envisagé auprès du collisionneur linéaire international électron-positon ILC (acronyme del'anglais International Linear Collider).Les objectifs de physique de l'ILD nécessitent un détecteur de vertex (VXD) particulièrement léger, rapide et trèsgranulaire permettant d'atteindre une résolution sans précédent sur le paramètre d'impact des trajectoiresreconstruites des particules produites dans les interactions étudiées. Le principal objectif de cette thèse est demontrer comment optimiser les paramètres du VXD dans le cas ou il est composé de Capteurs à Pixels Actifsfabriqués en technologie industrielle CMOS (CAPS). Ce travail a été réalisé en étudiant la sensibilité desperformances d'étiquetage des saveurs lourdes et de la précision sur les rapports d'embranchement hadroniquedu boson de Higgs aux différents paramètres du VXD.Le cahier des charges du VXD, particulièrement ambitieux, a nécessité le développement d'une nouvelletechnologie de capteurs de pixels de silicium, les CAPS, dont le groupe PICSEL de l'IPHC est à l'origine. Lavitesse de lecture et l'influence des paramètres qui régissent la fabrication des capteurs en fonderie ont étéétudiées dans cette thèse, et des prototypesde CAPS ont été caractérisés sur faisceau de particules. Enfin, les performances de trajectométrie d'un VXDcomposé de CAPS a été évalué avec des études de simulationThis thesis is a contribution to the " Detector Baseline Document ", describing the ILD detector which is intendedfor the International Linear Collider (ILC).The physics goals of the ILD call for a vertex detector (VXD) particularly light, rapid and very granular allowing toreach an unprecedented resolution on the impact parameter of the tracks that reconstruct the particles producedin the studied interactions. The principle goal of this thesis is to show how to optimise the parameters of the VXDin the case that is composed of Active Pixel Sensors manufactured in industrial CMOS technology (CAPS). Thiswork has been realised by studying the sensitivity of the performance of the heavy flavour tagging and theprecision on the hadronic branching fractions of the Higgs boson as a function of different sets of VXDparameters.The specifications of the VXD, particularly ambitious, call for the development of a novel silicon pixel sensorstechnology, the CAPS, which was pioneered by the PICSEL group of IPHC. The readout speed and the influenceof the fabrication parameters have been studied in this thesis, and CAPS prototypes have been characterised intest beams. Finally, the tracking performance of a CAPS based VXD has been evaluated with simulation studies
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Stefaniak, Tim [Verfasser]. "Higgs Couplings and Supersymmetry in the Light of early LHC Results / Tim Stefaniak." Bonn : Universitäts- und Landesbibliothek Bonn, 2014. http://d-nb.info/1060787318/34.
Full text
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Carrington, James Michael. "Vacuum stability of the standard model and BSM extensions." Thesis, University of Edinburgh, 2013. http://hdl.handle.net/1842/8851.
Full textAbstract:
The Standard Model scalar potential contains a minimum at the Electroweak scale, responsible for the masses of the weak gauge bosons through the Higgs mechanism. However, if the Electroweak minimum is only a local minimum, and there exists a global minimum at a higher energy in the Higgs potential, then in a su ciently old universe we would expect the vacuum expectation value to be at the global minimum. The absence of a global minimum at higher energy is related to the condition that the Higgs self coupling is greater than or equal to zero for all energies. For any model that fails this, we expect new physics to enter before the energy at which the coupling becomes negative. We developed tools to automate the derivation of beta functions for renormalisable gauge theories, and used these to carry out evolution of the renormalisation group equations for the Standard Model and three extensions to the Standard Model | the Standard Model with a fourth generation, the Standard Model with right-handed neutrinos and a Left-Right Symmetric Model. We conclude that of these four models, the Standard Model is the only one in which all the couplings remain perturbative, and in which the Electroweak minimum is a global minimum.
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Huckvale, Benedict James. "Studying anomalous WWγ couplings and developing the global calorimeter trigger control system for the CMS experiment." Thesis, University of Bristol, 2009. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.505753.
Full textAbstract:
The rate of decay of the process W -> Wγ is well-defined by the Standard Model, so measured deviation is a strong but indirect indicator of non-Standard Model physics. Deviations of this coupling strength can be parameterized, in a model independent, general sense, into two parameters, Δk and λ.
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Goudet, Christophe. "Calibration of the Electromagnetic Calorimeter of the ATLAS Experiment and Application to the Measurement of (BE)H Boson Couplings in the Diphoton Channel with Run 2 Data of the LHC." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS304/document.
Full textAbstract:
La découverte du boson de Higgs en 2012 a été un des principaux succès du run 1 du LHC. Une ère de mesures de précision a alors débuté à la recherche de déviations par rapport au Modèle Standard (MS), qui seraient des indices quant à la physique au-delà du MS.Ce manuscrit s'intéresse en premier lieu à l'étalonnage du calorimètre électromagnétique de l'expérience ATLAS. L'étape finale de cet étalonnage utilise la distribution en masse du boson Z pour corriger l'énergie mesurée des électrons et des photons. Des recommandations pour le démarrage du run 2 ont été produites afin de fournir des constantes de correction pour aux premières analyses. Les corrections utilisant les données du run 2 ont également été mesurées. Les performances de l'étalonnage du run 1 ont été atteintes puis améliorées : l'incertitude systématique sur le terme constant de la résolution du calorimètre électromagnétique, dominante pour la mesure des couplages du boson de Higgs au run 1, a été divisée par 3. La mesure des couplages du boson de Higgs consiste en la mesure de la forme du signal résonnant sur un bruit de fond décroissant. Cette mesure est effectuée de manière corrélée entre différentes catégories, optimisées pour différents modes de production à travers l'identification d'objets produits avec le boson de Higgs. Les résultats ont été obtenus à partir de 36 fb$^{-1}$ de données récoltées en 2015 et 2016 à une énergie de $sqrt{s}$=13 TeV. Le rapport ($mu$) de la mesure de la section efficace inclusive du boson de Higgs sur sa valeur dans le MS a été mesuré. Aucune déviation significative par rapport au MS n'a été observée. $$mu = 0.99 pm 0.14$$Les rapports des principaux modes de production ont également été mesurés :$$mu_{ggH} = 0.80 pm 0.18$$$$mu_{VBF} = 2.1 pm 0.66$$$$mu_{VH} = 0.7 pm 0.85$$$$mu_{ttH+tH} = 0.5 pm 0.62$$The discovery of the Higgs boson was a major success of the run 1 of the LHC. The era of precision measurements began as any deviation from the expected Standard Model value would be a direct hint of new physics beyond the standard model. This thesis has a first focus on the calibration of the electromagnetic calorimeter of the ATLAS experiment. The final step of this calibration uses the knowledge of the line shape of the Z boson in order to correct the measured energy of electrons and photons. Recommendations for the beginning of run 2 have been given to provide calibration constants for early analyses. Run 2 calibration constants have been computed and the performances of run 1 have been reached and improved : the systematic uncertainty on the resolution constant term of the electromagnetic calorimeter, which was dominant for the Higgs boson couplings measurement at run 1, has been divided by a factor 3.The measurement of the H boson couplings consists in measuring the shape of the resonant signal over a smooth decreasing background in categories optimized for various processes, by tagging the objects produced in association with the Higgs boson. The results are based on 36 fb$^{-1}$ of data recorded in 2015 and 2016 at $sqrt{s}$=13 TeV. The ratio of the measured production cross-sections of the Higgs boson over the SM expected value ($mu$) has been measured. No significant deviation with respect to the SM has been observed.$$mu = 0.99 pm 0.14$$The ratios of the main production processes have also been measured:$$mu_{ggH} = 0.80 pm 0.18$$$$mu_{VBF} = 2.1 pm 0.66$$$$mu_{VH} = 0.7 pm 0.85$$$$mu_{ttH+tH} = 0.5 pm 0.62$$
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Biekötter, Anke [Verfasser], and Tilman [Akademischer Betreuer] Plehn. "Know its limits - A global view on Higgs couplings at the LHC / Anke Biekötter ; Betreuer: Tilman Plehn." Heidelberg : Universitätsbibliothek Heidelberg, 2019. http://d-nb.info/1192373111/34.
Full text
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Scifo, Estelle. "Measurement of the Brout-Englert-Higgs boson couplings in its diphoton decay channel with the ATLAS detector at the LHC." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01064955.
Full textAbstract:
After the Higgs boson discovery in the first LHC data, the focus is now on its properties measurement. Among these properties, its couplings are of particular importance since any deviation from the expected value can be an indication of new physics, beyond the Standard Model. This thesis is oriented towards the Higgs couplings measurements with the ATLAS experiment, using the diphoton decay channel. Selected diphoton events are classified into different categories to disentangle the five Higgs production modes by tagging the objects produced in association with the Higgs boson: two jets for the VBF production mode, lepton and missing transverse energy for the higgsstrahlung (WH and ZH), b-jets for ttH, the remaining events being mostly produced via the dominant production mode ggH. The impact of the Higgs pT modelling in the ggH production mode is also investigated. Theoretical developments provide predictions of the pT shape at NNLO+NNLL accuracy, including top and bottom mass effects in the loop up to NLO+NLL, implemented in the HRes program. A reweighting technique to take into account these latest theoretical improvements is derived, taking into consideration the correlation with the number of jets. Its impact on the final measurement is estimated to be of the order of a few percent. The final couplings results, measured at the Higgs mass obtained by the combination of the H->gamma gamma and H->ZZ*->4l channels in ATLAS (mH = 125.4 +/- 0.4 GeV) do not show any statistically significant deviation from the Standard Model. The observed signal strength mu = sigma^{obs} / sigma^{exp} is found to be: mu = 1.17^{+0.28}_{-0.25} = 1.17 +/- 0.23(stat) ^{+0.10}_{-0.08}(syst) ^{+0.12}_{-0.08}(theory). The ratio of the observed number of events in each production mode to the expected ones are measured at: mu_ggH = 1.32 +/- 0.32(stat.) ^{+0.13}_{-0.09}(syst.) ^{+0.19}_{-0.11}(theory) ; mu_VBF = 0.8 +/- 0.7(stat.) ^{+0.2}_{-0.1}(syst.) ^{+0.2}_{-0.3}(theory) ; mu_WH = 1.0 +/- 1.5(stat.) ^{+0.3}_{-0.1}(syst.) ^{+0.2}_{-0.1}(theory) ; mu_ZH = 0.1 ^{+3.6}_{-0.1}(stat.) ^{+0.7}_{-0.0}(syst.) ^{+0.1}_{-0.0}(theory) ; mu_ttH = 1.6 ^{+2.6}_{-1.8}(stat.) ^{+0.6}_{-0.4}(syst.} ^{+0.5}_{-0.2}(theory)
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Delgove, David. "Mesure des propriétés du boson de Higgs avec l'expérience ATLAS au LHC." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS316/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, je présente ma contribution à l'étude des propriétés du boson de Higgs. Mon travail a consisté à combiner les différentes analyses de recherche du boson de Higgs prévu par le modèle standard pour en extraire une mesure des taux de productions, de désintégrations et des couplages. Par exemple, le taux de production inclusif du boson de Higgs mesuré avec le détecteur ATLAS a été mesuré. Ces mesures peuvent également s'interpréter dans le contexte de modèle au-delà du modèle standard telle que les modèles composites ou les modèles de type MSSM avec le hMSSM. J'ai également participé à l'étude des performances d'un algorithme de particle flow dans le cadre de la recontruction de jets possédant un grand rayon. Mes contributions aux analyses de recherche d'un boson de Higgs pseudo-scalaire se désintégrant en un boson Z et un boson de Higgs et la recherche du boson produit en association avec un boson Z et se désintégrant en une paire de quarks b sont également montréesIn this thesis, I show my contribution to the study of the properties of the Higgs boson. My work has consisted in combining the different searches of the Standard Model Higgs boson to measure the rate of production, decay and the couplings. For example, the overall rate of production measured with the ATLAS dectector has been measured. These measurements can also be interpreted in the constext of models beyond the standard model such that composite models or models inspired from the MSSM (hMSSM). I have also participated to the studies of the performance of a particle flow algorithm to reconstruct the jet with a large radius. My contribution to the search of a pseudoscalar Higgs boson decaying into a Z boson and a Higgs boson and the search of the standard model Higgs boson produced in association with a Z boson and decaying into a pair of b quarks are also shown
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Hackstein, Christoph [Verfasser], and G. [Akademischer Betreuer] Quast. "Searches for the Higgs Boson at the LHC Based on its Couplings to Vector Bosons / Christoph Hackstein. Betreuer: G. Quast." Karlsruhe : KIT-Bibliothek, 2011. http://d-nb.info/1014279445/34.
Full text
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Ghosh, Aishik. "Simulation of the ATLAS electromagnetic calorimeter using generative adversarial networks and likelihood-free inference of the offshell Higgs boson couplings at the LHC." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP058.
Full textAbstract:
Depuis la découverte du boson de Higgs en 2012, les expériences du LHC testent les prévisions du modèle standard avec des mesures de haute précision. Les mesures des couplages du boson de Higgs hors résonance permettront d'éliminer certaines dégénérescences qui ne peuvent pas être résolues avec les mesures sur résonance, comme la sonde de la largeur du boson de Higgs, ce qui pourrait donner des indications pour la nouvelle physique. Une partie de cette thèse se concentre sur la mesure des couplages hors résonance du boson de Higgs produit par la fusion du boson vecteur et se décomposant en quatre leptons. Ce canal de désintégration offre une occasion unique de sonder le boson de Higgs dans son régime hors résonance grâce à des sections efficaces augmentées au-delà de 2Mz (deux fois la masse du boson Z) de la région des quatre leptons. L'importante interférence quantique entre le signal et les processus de fond rend le concept d'"étiquettes de classe" mal défini, et pose un défi aux méthodes traditionnelles et aux modèles génériques de classification par apprentissage machine utilisés pour optimiser une mesure de la force du signal. Une nouvelle famille de stratégies d'inférence sans fonction de vraisemblance basées sur l'apprentissage machine, qui exploitent des informations supplémentaires pouvant être extraites du simulateur, a été adaptée à un problème de mesure de la force du signal. L'étude montre des résultats prometteurs par rapport aux techniques de base sur un ensemble de données de simulation rapide avec Delphes. Dans ce contexte, on a également introduit le réseau aspiration, un algorithme d'adverse amélioré pour la formation tout en maintenant l'invariance par rapport aux caractéristiques choisies. Les mesures de l'expérience ATLAS reposent sur de grandes quantités de données simulées précisément. Le logiciel de simulation actuel de Geant4 est trop coûteux en termes de calculs pour supporter la grande quantité de données simulées nécessaires aux analyses futures prévues. Autre partie de cette thèse se concentre sur une nouvelle approche de la simulation rapide utilisant un réseau advers génératif (GAN). La simulation de gerbe en cascade du calorimètre complexe d'ATLAS est la partie la plus lente de la chaîne de simulation utilisant Geant4. Son remplacement par un réseau de neurones qui a appris la distribution de probabilité des gerbes de particules en fonction des propriétés des particules incidentes et de la géométrie locale du détecteur augmente la vitesse de simulation de plusieurs ordres de grandeur, même sur des CPU à cœur unique, et ouvre la porte à une accélération supplémentaire sur les GPU. L'intégration dans le logiciel ATLAS permet pour la première fois de faire des comparaisons réalistes avec des simulations rapides paramétrées "à la main''. L'étude est réalisée sur une petite section du détecteur (0,20<|η|<0,25) en utilisant des photons et compare les distributions en utilisant des échantillons simulés par le modèle autonome ainsi qu'après intégration dans le logiciel ATLAS avec des échantillons Geant4 entièrement simulés. Des leçons importantes sur les mérites et les inconvénients des différentes stratégies, profitent à l'objectif ultime de simuler l'ensemble du calorimètre ATLAS avec des modèles générateurs profonds. L'étude révèle également un problème inhérent à le GAN de Wasserstein basé sur une pénalité de gradient, et propose une solutionSince the discovery of the Higgs boson in 2012, experiments at the LHC have been testing Standard Model predictions with high precision measurements. Measurements of the off-shell couplings of the Higgs boson will remove certain degeneracies that cannot be resolved with the current on-shell measurements, such as probing the Higgs boson width, which may lead to hints for new physics. One part of this thesis focuses on the measurement of the off-shell couplings of the Higgs boson produced by vector boson fusion and decaying to four leptons. This decay channel provides a unique opportunity to probe the Higgs in its off-shell regime due to enhanced cross-sections beyond 2Mz (twice the mass of the Z boson) region of the four lepton mass. The significant quantum interference between the signal and background processes renders the concept of `class labels' ill-defined, and poses a challenge to traditional methods and generic machine learning classification models used to optimise a signal strength measurement. A new family of machine learning based likelihood-free inference strategies, which leverage additional information that can be extracted from the simulator, were adapted to a signal strength measurement problem. The study shows promising results compared to baseline techniques on a fast simulated Delphes dataset. Also introduced in this context is the aspiration network, an improved adversarial algorithm for training while maintaining invariance with respect to chosen features. Measurements in the ATLAS experiment rely on large amounts of precise simulated data. The current Geant4 simulation software is computationally too expensive to sustain the large amount of simulated data required for planned future analyses. The other part of this thesis focuses on a new approach to fast simulation using a Generative Adversarial Network (GAN). The cascading shower simulation of the complex ATLAS calorimeter is the slowest part of the simulation chain using Geant4. Replacing it with a neural network that has learnt the probability distribution of the particle showers as a function of the incident particle properties and local detector geometry increases the simulation speed by several orders of magnitude, even on single core CPUs, and opens to door the further speed up on GPUs. The integration into the ATLAS software allows for the first time to make realistic comparisons to hand-designed fast simulation frameworks. The study is performed on a small section of the detector (0,20<|η|<0,25) using photons and compares distributions using samples simulated by the model standalone as well as after integration into the ATLAS software against fully simulated Geant4 samples. Important lessons on the merits and demerits of various strategies, benefit the ultimate goal of simulating the entire ATLAS calorimeter with a few deep generative models. The study also reveals an inherent problem with the popular gradient penalty based Wasserstein GAN, and proposes a solution
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Burgard, Carsten D. [Verfasser], Karl [Akademischer Betreuer] Jakobs, Gregor [Akademischer Betreuer] Herten, and Stefan [Akademischer Betreuer] Dittmaier. "Measurement of H→WW→lνlν decays at √s=13 TeV with the ATLAS experiment and analysis of effective Higgs Boson couplings." Freiburg : Universität, 2017. http://d-nb.info/1149507853/34.
Full text
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Laudrain, Antoine. "Layer Intercalibration of the ATLAS Electromagnetic Calorimeter and CP-odd Higgs Boson Couplings Measurements in the Four-Lepton Decay Channel with Run 2 Data of the LHC." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS341.
Full textAbstract:
Après la découverte du boson de Higgs en 2012 au LHC, l'intérêt s'est porté sur l'étude de ses propriétés pour vérifier le Modèle Standard et pour sonder la nouvelle physique. L'une de ses propriétés fondamentales est sa spin-parité (CP), dont le Modèle Standard prédit la valeur 0+. Les analyses menées sur les données récoltées au Run 1 du LHC ont rejeté toutes les hypothèses d'état pur de spin-parité autre que cette valeur. Cependant des états mixtes de CP sont toujours possibles, ce qui indiquerait une violation de symmétrie CP dans le secteur du Higgs.La première partie de cette thèse se concentre sur la calibration du calorimètre électromagnétique d'ATLAS permettant d'atteindre une résolution de l'ordre du pour mille sur l'énergie des électrons et photons, primordiaux dans les analyses du boson de Higgs. Une des étapes est l'inter-calibration des couches du calorimètre électromagnétique, corrigeant des effets résiduels de calibration électronique et de diaphonie (cross-talk). La méthode établie au Run 1 a montré ses limites devant les niveaux d'empilement mesurés au Run 2, et une nouvelle analyse a été alors dévéloppée, assurant le contrôle précis des incertitudes systématiques.La deuxième partie de cette thèse porte sur la mesure des couplages CP-impairs du boson de Higgs aux boson vecteurs, étudié dans le canal de désintégration du boson de Higgs en quatre leptons. Malgré une faible statistique, ce canal offre une signature propre et un rapport signal sur bruit de plus de deux, permettant l'analyse précise des propriétés du boson de Higgs. Le mode de production par fusion de bosons vecteurs offre la meilleure sensibilité aux effets de CP grâce à la présence de deux jets dans l'état final. La pollution venant du mode de production par fusion de gluon avec des jets additionels est réduite grâce à l'utilisation de réseaux neuronaux. Pour distinguer de manière univoque les effets CP-impair d'éventuels effets CP-pair encore inconnus, une nouvelle variable est construite dont l'asymétrie de forme dépend uniquement d'effets CP-impairs. Composée d'éléments de matrice, cette variable utilise les informations cinématiques du boson de Higgs et des jets de manière maximale. Les résultats sont interprétés en termes de théorie effective, et la sensibilité statistique à 68% de confiance sur le coefficient de Wilson tCzz est estimée à [-0.80, 0.80]After the Higgs boson discovery at the LHC in 2012, interest turned to Higgs boson property measurements to refine the tests of the Standard Model and probe for new physics. One of its key properties is its spin-parity (CP), predicted to be 0+ in the Standard Model. Analyses of data collected during the Run 1 of the LHC rejected all pure spin-parity (CP) state other than 0+. However mixed CP states are still possible, and would indicate CP violation in the Higgs sector.The first part of this thesis focuses on the ATLAS electromagnetic calorimeter calibration, needed to reach a permil level on electron and photon energy resolution which are of prime importance for Higgs boson studies. One step of the calibration sequence consists of the layer intercalibration of the electromagnetic calorimeter, needed to correct residual electronics miscalibration and cross-talk effects. The Run 1 method has proven to be unreliable for the pileup levels in Run 2 and a new method was developed, ensuring a precise control on the systematic uncertainties.The second part of this thesis puts emphasis on the Higgs boson to vector boson CP-odd couplings, with the Higgs boson decaying to four leptons. This channel, despite low statistics, provides a clean signature and a signal-to-noise ratio over two, allowing for a precise determination of the Higgs boson properties. The vector boson fusion production channel offers the best sensitivity to CP effects thanks to its two characteristic tagging jets in the final state. The contamination from the gluon fusion production mode with additional jets is reduced using neural networks. To unambiguously distinguish yet unknown CP-even from possible CP-odd effects, a variable whose shape asymmetry only depends on CP-odd effects is built. This observable is based on the matrix element computation, maximally using the kinematic information available from Higgs boson and associated jets. Results are interpreted in a context of effective field theory, and the statistical precision on the tCzz Wilson coefficient is estimated to [-0.80, 0.80] at the 68% confidence level
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Faltermann, Nils [Verfasser], and T. [Akademischer Betreuer] Müller. "Single Top Quark Production at 13 TeV with the CMS Experiment: from Rediscovery to Search for Rare Channels and Determination of Higgs Boson Couplings / Nils Faltermann ; Betreuer: T. Müller." Karlsruhe : KIT-Bibliothek, 2018. http://d-nb.info/1167309057/34.
Full text
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Ronqui, Caique Meira. "Hierarquia e naturalidade, uma visão completa do problema e suas possíveis soluções." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2018. http://hdl.handle.net/11449/153392.
Full textAbstract:
Submitted by CAIQUE MEIRA RONQUI null (cmeiraronqui@gmail.com) on 2018-04-05T02:12:52Z
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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Elaboramos uma revisão de como o problema da hierarquia aparece na teoria Eletrofraca, pois entendemos que esse assunto ganhou importância e merece atenção especial. Apesar disso, notamos que muitos conceitos necessários para compreender a origem do problema encontram-se espalhados em diferentes livros e artigos, dificultando o acesso à informação. Por isso, apresentamos neste trabalho esses principais conceitos de maneira consolidada.
We develop a review on how the hierarchy problem appears in the Electroweak theory. Nowadays we think that this problem is greater in importance than it was in the past, so it deserves special attention, but we noticed several concepts needed to understand the problem are scattered in different books and papers, which hinders full access to information. Therefore, we intend to present the key subjects in a single document, because we didn't find similar work in previous studies.
2015/19572-0
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Kaluza, Adam [Verfasser]. "The Effective Lagrangian Morphing and the Measurement of Effective Higgs Boson Couplings in VBF H→W±W∓*→ℓ-ν¯ℓℓ'+νℓ' at s=13 TeV with the ATLAS Experiment / Adam Kaluza." Mainz : Universitätsbibliothek Mainz, 2020. http://d-nb.info/1214311091/34.
Full text
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Lorenzo, Martinez Narei. "Observation of a Higgs boson and measurement of its mass in the diphoton decay channel with the ATLAS detector at the LHC." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00924105.
Full textAbstract:
The Standard Model of the particle physics predicts the existence of a massive scalar boson, usually referred to as Higgs boson in the literature, as resulting from the Spontaneous Symmetry Breaking mechanism, needed to generate the mass of the particles. The Higgs boson whose mass is theoretically undetermined, is experimentally looked for since half a century by various experiments. This is the case of the ATLAS experiment at LHC which started taking data from high energy collisions in 2010. One of the most important decay channel in the LHC environment is the diphoton channel, because the final state can be completely reconstructed with high precision. The photon energy response is a key point in this analysis, as the signal would appear as a narrow resonance over a large background. In this thesis, a detailed study of the photon energy response, using the ATLAS electromagnetic calorimeter has been performed. This study has provided a better understanding of the photon energy resolution and scale, thus enabling an improvement of the sensitivity of the diphoton analysis as well as a precise determination of the systematic uncertainties on the peak position. The diphoton decay channel had a prominent role in the discovery of a new particle compatible with the Standard Model Higgs boson by the ATLAS and CMS experiments, that occurred in July 2012. Using this channel as well as the better understanding of the photon energy response, a measurement of the mass of this particle is proposed in this thesis, with the data collected in 2011 and 2012 at a center-of-mass energy of 7 TeV and 8 TeV. A mass of 126.8 +/- 0.2 (stat) +\- 0.7 (syst) GeV/c2 is found. The calibration of the photon energy measurement with the calorimeter is the source of the largest systematic uncertainty on this measurement. Strategies to reduce this systematic error are discussed.
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Pasterski, Sabrina Gonzalez. "Measuring Higgs self-coupling at CMS." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2013. http://hdl.handle.net/1721.1/83802.
Full textAbstract:
Thesis (S.B.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Physics, 2013.Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (page 43).
This study evaluates the Compact Muon Solenoid (CMS) experiment's ability to characterize Higgs self-coupling through the ... channel. The effective cross-section for detecting ... events is computed by finding the fraction of simulated events that make it through selection cuts. These same cuts also are applied to simulated background samples. The result is then compared to a recent theoretical study on measuring Higgs self-coupling to check the applicability of its assumptions and the feasibility of its predictions. This study finds that the selection algorithms currently used for ... analyses at CMS produce a lower yield of signal events. Since the ... channel was predicted to be one of the most promising for characterizing the Higgs self-coupling constant, ... , the results of this study indicate that, unless the methods for reconstructing detected particles are improved, future data collected by CMS will not be sufficient to complete such an analysis.
by Sabrina Gonzalez Pasterski.
S.B.
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Li, Shu. "Mesure de la production W+W− dans les collisions proton-proton à $\sqrt{s} = 7 TeV avec le détecteur ATLAS au LHC." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4107.
Full textAbstract:
Cette thèse présente le mesure des sections efficaces de production WW MS et la détermination des couplages triples (TGCs) correspondants en utilisant ces 4.7 fb⁻¹ de donnes 2011 de collision pp. Ces mesures permettent un test contraignant du secteur 'électrofaible non abélien SU(2) X U(1) du Modèle Standard; donnent l'opportunité de sonder la nouvelle physique `a travers les couplages triples anormaux de bosons de jauge (aTGCs) qui seront observés dans la distribution des variables cinématiques des WW produits ou de leurs produits de désintégration finaux dans le secteur de haute 'énergie; et permettent d'avoir une bonne compréhension du bruit de fond irréductible dans la recherche du boson de Higgs dans le canal de d'esint'egration H → W⁺W⁻.Ce travail de th`ese donne un base solide pour les mesures à venir de la production WW avec les ∼25 fb⁻¹ de luminosité intègré de donnes a 8 TeV prévue pour la fin 2012, qui conduiront vers une amélioration de la précision et des limites plus strictes sur les aTGCsThis thesis presents a measurement of the SM WW production cross section and the determination of the corresponding limits on anomalous triple gauge boson couplings (aTGCs), using the 2011 4.7 fb⁻¹ pp collisions data at 7 TeV collected in 2011. The measurement allows for a stringent test of the non-Abelian SU(2) X U(1) SM electroweak sector and probes new physics that could manifest itself through aTGCs that may alter the observed production cross section or kinematic distributions. This measurement also provides a good understanding of the irreducible background in searches for the Higgs boson through the H → W⁺W⁻ decay channel.This thesis work has laid a solid foundation for further measurements of the WW production with the ∼25 fb⁻¹ integrated luminosity 8 TeV recorded data expected by the end of 2012, which will further improve the precision and yield more stringent limits on the aTGCs
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Schildt, Erik. "Higgs inflation." Thesis, Uppsala universitet, Teoretisk fysik, 2018. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-355063.
Full textAbstract:
In this project a recent model of inflation in which the Standard Model Higgs field with a nonminimal coupling to gravity takes on the role of the inflaton field is investigated. The tensor to scalar ratio, spectral index and the running of the spectral index is calculated for a tree level analysis and compared with the Planck experiment. The value of the nonminimal coupling constant $\xi$ is estimated by obtaining a relation between the amplitude of scalar perturbations and the Higgs mass, it is found that $\xi \sim 10^4$. The basic aspects of how the results are modified through quantum corrections and what the consequences of the nonminimal coupling are for the effective field theory description is discussed. It is found that a tree level analysis yields predictions which are inside the allowed regions of the cosmological parameters given by the Planck experiment. The large value of the nonminimal coupling leads to unitarity problems for this model of inflation. However quantum effects will have a significant effect and how they modify the results of the tree level analysis is what decides if Higgs inflation is a viable theory.I detta projekt undersöker vi en modell av kosmisk inflation där Higgsfältet med en ickeminimal koppling till tyngdkraften är mekanismen bakom inflation. Vi utför en klassisk analys och beräknar modellens föresägelser för ett antal kosmologiska parametrar som jämförs med Planck experimentet. Vi uppskattar värdet på den ickeminimala kopplingen $\xi$ och finner att $\xi \sim 10^4$. De grundläggande aspekterna bakom kvantanalysen samt vad effekten av den ickeminimala kopplingen har på beskrivningen i termer av en effektiv fältteori diskuteras. Vi finner att en klassisk analys ger förutsägelser som passar väl med Planckexperimentet men att den ickeminimala kopplingen leder till unitaritetsproblem för denna modell av inflation. Kvanteffekter kan dock ha en avsevärd effekt på resultat och en utförlig analys som tar dem till hänsyn krävs för att avgöra om Higgsinflation är en möjlig modell för inflation.
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Strebler, Thomas. "Probing the Higgs coupling to the top quark at the LHC in the CMS experiment." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLX044/document.
Full textAbstract:
Cette thèse présente une étude de la production associée du boson de Higgs en association avec des quarks tops, suivie d’une désintégration du boson de Higgs en leptons tau, dans des collisions proton-proton (pp) à une énergie dans le centre de masse de sqrt(s) = 13 TeV enregistrées avec le détecteur CMS au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN.Ce travail s’inscrit dans le contexte du Run 2 du LHC, marqué par une augmentation de l’énergie dans le centre de masse de 8 à 13 TeV accompagnée d’une augmentation de la luminosité instantanée des collisions par rapport au Run 1. Pour faire face à ces nouvelles conditions de prise de données, CMS a entrepris une amélioration complète du système de déclenchement de niveau 1 accomplie avant 2016. Ce nouveau système et en particulier le nouvel algorithme électron et photon de niveau 1 ont contribué avec succès à un grand nombre de résultats CMS basés sur les données du Run 2. La mise en service de ce nouveau système ainsi que ces performances mesurées dans les premières données collectées par ce nouveau système de déclenchement sont présentées en détails.Une technique d’analyse novatrice basée sur la Méthode des Éléments de Matrice optimisée pour la recherche du processus ttH, H->tautau est également présentée, ainsi que plusieurs outils génériques pouvant âtre utilisés dans une large variété d’analyses H->tautau. Les résultats de l’analyse CMS utilisant cette méthode basés sur 35.9 fb-1 collectés en 2016 sont présentés. L’hypothèse "bruit de fond seul" est défavorisée mais n’est pas encore exclue par cette analyse à elle seuleThis thesis reports a study of the Higgs boson production in association with top quarks and decaying into τ leptons in proton-proton (pp) collisions at a center-of-mass energy of sqrt(s) = 13 TeV recorded with the CMS detector at the CERN Large Hadron Collider (LHC).This work has been carried out in the context of the Run 2 of the LHC, marked by an increase in the center-of-mass energy from 8 to 13 TeV together with an increase in the instantaneous luminosity of the collisions with respect to Run 1. To cope with this new data-taking conditions, CMS had initiated a full upgrade of the Level-1 trigger system achieved by 2016. This new system and in particular the new Level-1 electron and photon algorithm have successfully contributed to a large number of CMS results using Run 2 data. The commissioning of this new system and its performance measured with the first data collected with this new trigger are presented in details.A novel analysis technique based on the Matrix Element Method optimized for the search of the ttH, H->tautau process is also presented, including several generic tools which can be used in a large variety of H->tautau analyses. Results of the CMS analysis using this method based on 35.9 fb-1 collected in 2016 are presented. The background-only hypothesis is disfavored but not yet excluded by this analysis alone
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Faucci, Giannelli Michele. "Measuring of the Higgs self-coupling at an electron-positron linear collider." Thesis, Royal Holloway, University of London, 2008. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.502603.
Full text
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Meineck, Christian. "Coupling measurement of the Higgs boson and search for heavy Higgs like bosons via the decay channel \hwwlnln with the ATLAS experiment." Diss., Ludwig-Maximilians-Universität München, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:19-178250.
Full textAbstract:
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.Two analyses of the decay channel \hwwlnln using the data of the ATLAS experiment at LHC are presented here. The data was recorded in the years 2011 and 2012 with a center of mass energy of $\sqrt{s} = 7 \TeV$ and $8 \TeV$, respectively, with a total integrated luminosity of $25\,\textrm{fb}^{-1}$ reached. The two presented analyses differ in the analyzed phase space, which depends on the mass $m_{\rm H}$ of the analyzed Higgs boson signal. The analysis for masses $m_{\rm H} < 200 \GeV$ is optimized to perform a high precision measurement of the couplings of the resonance at $m_{\rm H} \approx 125 \GeV$. A binned likelihood fit of the transverse mass distribution $\mT = \sqrt{ (E_{T}^{\ell \ell} + P_{T}^{\nu \nu})^2 - | \vec{P_{T}^{\ell \ell}} + \vec{P_{T}^{\nu \nu}|^2} }$ is used to obtain the results. A signal originating from a Standard Model Higgs boson with a mass $m_{\rm H} = 125.36 \pm 0.41 \GeV$ has been observed at a statistical significance of $6.1 \sigma$. The signal strength, defined as the ratio of the measured production cross section times branching ratio over the theoretical prediction, is: \begin{align*} \mu &= 1.08\,^{+0.16}_{+0.15} \textrm{(stat.)} \,^{+0.16}_{-0.14} \textrm{(syst.)}, \end{align*} which is in good agreement with the data and with the Standard Model prediction. The scaling factors of the couplings of the Higgs boson to fermions and bosons have been measured as: \begin{align*} \kappa_{F} &= 0.92\,^{+0.30}_{-0.23}\\ \kappa_{V} &= 1.04\,^{+0.10}_{-0.11}, \end{align*} which is also in good agreement with the Standard Model prediction. In order to search for heavier Higgs like particles, the analysis of \hwwlnln decays is also optimized for masses $m_{\rm H} \geq 200 \GeV$. As in the analysis optimized for $m_{\rm H} < 200 \GeV$, a binned likelihood fit of the transverse mass \mT is used. Upper limits on the product of production cross section and branching ratio have been obtained for three scenarios: Standard Model Higgs boson in the mass range $200 \leq m_{\rm H} \leq 1 \TeV$, a Higgs like particle with a decay width of $1 \GeV$ in the mass range $200 \leq m_{\rm H} \leq 2 \TeV$ and the electroweak singlet scenario in the mass range $200 \leq m_{\rm H} \leq 1 \TeV$ with the decay width being an additional free parameter. No statistically significant excess of the observed data over the expectation is observed, and a heavy Standard Model Higgs boson is excluded up to a mass of $m_{\rm H} = 661 \GeV$.
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Jeske, C. "Evidence for the Higgs boson Yukawa coupling to tau leptons with the ATLAS detector." Thesis, University of Warwick, 2015. http://wrap.warwick.ac.uk/77753/.
Full text
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Mildner, Hannes [Verfasser], and U. [Akademischer Betreuer] Husemann. "Measurements of the Top-Higgs Coupling with the CMS Experiment / Hannes Mildner ; Betreuer: U. Husemann." Karlsruhe : KIT-Bibliothek, 2016. http://d-nb.info/1124903038/34.
Full text
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Megy, Théo [Verfasser], and Christian [Akademischer Betreuer] Weiser. "Measurement of the Higgs-boson coupling to tau-leptons and combined measurements of Higgs-boson properties at sqrt(s) = 13 TeV with the ATLAS detector." Freiburg : Universität, 2019. http://d-nb.info/1198110104/34.
Full text
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Li, Yichen. "Observation of the Higgs boson and measurement of its properties in the HWW* channel with the ATLAS detector at the LHC." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112046/document.
Full textAbstract:
Le boson de Higgs dans le mode de désintégration WW* est observé avec un excès d'événements sur le bruit de fond de 6,1 écarts-types dans l'état final avec dilepton, alors que l’importance du signal attendu pour le boson de Higgs du modèle standard est de 5,8 écarts-types. Une indication pour la production du processus en fusion de bosons vecteurs (VBF) est également obtenue avec une importance de 3,2 écarts-types. Les résultats sont obtenus à partir d'un échantillon de données en collisions proton-proton enregistrées par le détecteur ATLAS au LHC, qui correspond à une luminosité intégrée de 4,5fb-1 à √s = 7 TeV et 20,3fb-1 à √s = 8 TeV. Tous les canaux de saveur leptonique (ee/μμ et eμ/μe)) sont analysés, y compris de différentes catégories en multiplicité de jets (nj = 0, 1,≥ 2). Les canaux ayant différentes saveurs leptoniques eμ/μe ont la meilleure sensibilité au signal. Les catégories à basse multiplicité de jet sont contribuées principalement par la production du processus en fusion de gluon-gluon (ggF), tandis que la catégorie à haute multiplicité est plus sensible à la production VBF. Les bruits de fond dans différents canaux et catégories varient et leurs contributions sont obtenues dans la plupart de cas à partir des données avec des régions de contrôle ou validation. Les bruits de fond dominants sont les productions WW et le quark top. Dans les canaux ayant la même saveur leptonique, la contribution Drell-Yan est aussi une autre source importante. Pour le boson de Higgs à 125,36GeV, le rapport du signal mesuré sur celui du modèle standard est de 1,09+0,16-0,15 (stat.) +0,17-0,14 (syst.). Les rapports correspondants pour les productions ggF et VBF sont de 1,02±0, 19 (stat.) +0,22-0,18 (syst.) et 1,27+0,44-0,40 (stat.) +0,30-0,21 (syst.), respectivement. La section efficace totale mesurée à √s = 8 TeV est de σ(gg → H → WW∗) =8TeV est de σ(gg → H → WW∗) et σ(VBFH → WW∗) = 0,51+0,17−0,15 (stat.)+0,13−0,08 (syst.) pb. La section efficace fiducielle est aussi mesurée pour la production ggF dans l'était final exclusif avec zéro ou un seul jet. En plus des couplages, d'autres propriétés du boson de Higgs, notamment le nombre quantique de spin et la largeur totale de désintégration, sont également étudiées en utilisant les données de 8TeV et les canaux ayant différentes saveurs leptoniques seulement. L'étude du spin est basée sur un échantillon de données dominé par les événements sous le pic de résonance en utilisant les catégories de jet nj ≤ 1. L'hypothèse sur le spin-parité JCP = 0++ du modèle standard est comparée à d'autres hypothèses. Les données sont compatibles avec le modèle standard et les limites sont placées sur des hypothèses alternatives de spin. Les événements dans la queue hors pic de résonance à haute masse dans la catégorie inclusive de jet sont ensuite utilisés pour mesurer les couplages du boson de Higgs hors de sa couche de masse et pour imposer une contrainte sur la limite supérieure de la largeur totale du boson de Higgs, lorsque certaines hypothèses sont faitesThe Higgs boson decays to WW* is observed based on an excess of events over background of 6.1 standard deviations in the dilepton final state including all flavour channels (ee/μμ and eμ/μe) and jet multiplicity categories (nj = 0, 1,≥ 2), where theStandard Model expectation is 5.8 standard deviations. Evidence for thevector-boson fusion (VBF) production process is also obtained with a significance of3.2 standard deviations. The different favour channels eμ/μe have the best expected signal sensitivity. The low jet multiplicity categories are dominantly contributed by the gluon-gluon fusion (ggF) production process whereas the large jet multiplicity category has the best sensitivity to the VBF production process. The results are obtained from proton-proton collision data recorded by the ATLAS detector at the LHC, corresponding to 4.5fb-1 at √s = 7TeV and 20.3fb-1 at √s = 8TeV. The background contribution in each channel and jet multiplicity category varies and is determined mostly with data-driven techniques with dedicated control or validation regions. The dominant background processes are the continuum WW and top quark productions. In the same flavour channels (ee/μμ), the Drell-Yan process is another important background source. For a Higgs boson mass of 125.36GeV, the ratio of the measured value to the expected value of the total production cross section times branching ratio fraction is 1.09+0.16-0.15 (stat.) +0.17-0.14 (syst.). The corresponding ratios for the gluon fusion and vector-boson fusion production modes are 1.02 ± 0.19 (stat.)+0.22−0.18 (syst.) and 1.27+0.44-0.40 (stat.) +0.30-0.21 (syst.), respectively. At √s = 8TeV, the total production cross section is measured to beσ(gg → H → WW∗) = 4.6±0.9 (stat.)+0.8−0.7 (syst.) pb σ(VBFH → WW∗) = 0.51+0.17−0.15 (stat.)+0.13−0.08 (syst.) pb. The fiducial cross section is determined for the gluon-fusion process in exclusive final states with zero and one associated jet. In addition to the on-shell couplings, other properties of the Higgs boson, namely the spin quantum number and the total decay width, are also studied using the 8TeV data and the different flavour channels only. The spin study is based on the on-shell dominated event sample using the nj ≤ 1 jet categories. The Standard Model spin-parity JCP = 0++ hypothesis is compared with alternative hypotheses. The data are found to be consistent with the Standard Model and limits are placed on alternative spin hypotheses.The off-shell events in the high mass tail from the inclusive jet category are then used to measure the off-shell couplings and impose a constraint on the upper limit of the total width of the Higgs boson indirectly, when certain assumptions are made
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Machet, Martina. "Higgs boson production in the diphoton decay channel with CMS at the LHC : first measurement of the inclusive cross section in 13 TeV pp collisions, and study of the Higgs coupling to electroweak vector bosons." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS254/document.
Full textAbstract:
Dans ce document deux analyses des propriétés du boson de Higgs se désintégrant en 2 photons dans l'expérience CMS située auprès du LHC (Large Hadron Collider) sont présentées.Le document commence par une introduction théorique sur le Modèle Standard et sur la physique du boson de Higgs, suivie par une description détaillée de l'expérience CMS. En deuxième lieu, les algorithmes de réconstruction et identification des photons sont présentés, avec une attention particulière aux différences entre le premier et le deuxième run du LHC, le premier run (Run1) ayant été pris entre 2010 et 2012 avec une énergie dans le centre de masse de 7 puis 8 TeV, le deuxième (Run2) ayant commencé en 2015 avec une énergie dans le centre de masse de 13 TeV. Les performances des reconstructions du Run 1 et du Run 2 en ce qui concerne l'identification des photons sont comparées. Ensuite l'algorithme d’identification des photons pour l'analyse H->γγ et optimisé pour le Run2 est présenté. Pour ce faire une méthode d'analyse multivariée est utilisée. Les performances de l'identification des photons à 13 TeV sont enfin étudiées et une validation donnée-simulation est effectuée.Ensuite l'analyse H->γγ avec les premières données du Run2 est présentée. Les données utilisées correspondent à une luminosité intégrée de 12.9 fb⁻¹. Une catégorisation des événements est faite, afin de rendre maximale la signification statistique du signal et d’étudier les différents modes de production du boson de Higgs. La signification statistique observée pour le boson de Higgs du Modèle Standard est 1.7 sigma, pour une signification attendue de 2.7 sigma.Enfin une étude de faisabilité ayant pour but de contraindre les couplages anomaux du boson de Higgs aux bosons de jauges est présentée. Pour cette analyse les données à 8 TeV collectées pendant le Run 1 du LHC, correspondant a' une luminosité intégrée de 19.5/fb sont utilisées. Cette analyse exploite la production du boson de Higgs par fusion de bosons-vecteurs (VBF), avec le Higgs se désintégrant ensuite en 2 photons. Les distributions cinématiques des jets et des photons, qui dépendent de l'hypothèse de spin-parité, sont utilisées pour construire des discriminants capables de séparer les différentes hypothèses de spin-parité. Ces discriminants permettent de définir différentes régions de l'espace des phases enrichies en signal de différentes spin-parité. Les différents nombres d’événements de signal sont extraits dans chaque région par un ajustement de la masse invariante diphoton, permettant de déterminer les contributions respectives des différents signaux et permettant ainsi de contraindre la production de boson de Higgs pseudo-scalaire (spin-parité 0-)In this document two analyses of the properties of the Higgs boson in the diphoton decay channel with the CMS experiment at the LHC (Large Hadron Collider) are presented.The document starts with a theoretical introduction of the Standard Model and the Higgs boson physics, followed by a detailed description of the CMS detector.Then, photon reconstruction and identification algorithms are presented, with a particular focus on the differences between the first and the second run of the LHC, the first run (Run1) took place from 2010 to 2012 with a centre-of-mass energy of 7 and then 8 TeV, while the second run (Run2) started in 2015 with a centre-of-mass energy of 13 TeV. Performances of Run1 and Run2 reconstructions from the photon identification point of view are compared. Then the photon identification algorithm for the H->γγ analysis optimised for Run2 is presented. To do that a multivariate analysis method is used. Performances of the photon identification at 13 TeV are finally studied and a data-simulation validation is performed.Afterwards, the H->γγ analysis using the first Run2 data is presented. The analysis is performed with a dataset corresponding to an integrated luminosity of 2.7/fb. An event classification is performed to maximize signal significance and to studyspecific Higgs boson production modes. The observed significance for the standard model Higgs boson is 1.7 sigma, while a significance of 2.7 sigma is expected.Finally a feasibility study, having the aim of constraining the anomalous couplings of the Higgs boson to the vector bosons, is presented. This analysis is performed using the data collected at 8 TeV during Run1 at the LHC, corresponding to an integrated luminosity of 19.5/fb. This analysis exploits the production of the Higgs boson through vector boson fusion (VBF), with the Higgs decaying to 2 photons. The kinematic distributions of the dijet and diphoton systems, which depend from the spin-parity hypothesis, are used to build some discriminants able to discriminate between different spin-parity hypotheses. These discriminants allow to define different regions of the phase-space enriched with a certain spin-parity process. The Higgs boson signal yield is extracted in each region from a fit to the diphoton mass, allowing to determine the contributions of the different processes and then constrain the production of a pseudo-scalar (spin-parity 0-) Higgs boson
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Comandini, Devis. "Prospects for the Higgs boson self-coupling measurement with the Phase-II CMS detector upgrade using simulated pp collisions at √s = 27 TeV (High Energy LHC)." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019. http://amslaurea.unibo.it/18478/.
Full textAbstract:
The performance of the HH->bbZZ (l) (l = e, mu) analysis is presented considering the possible High Energy upgrade of the LHC collider, at a center-of-mass energy of √s = 27 TeV and with an integrated luminosity of 15000 fb^{-1}; a comparison of the results with the same study performed in the context of the High Luminosity LHC, at a center-of-mass energy of √s =14 TeV and with an integrated luminosity of 3000 fb^{-1}, is also reported. The Phase-II upgraded CMS detector, expected in 2024, is assumed in both the scenarios. The analysis is fully based on Monte Carlo simulations: the parton-level generation of signal and backgrounds is performed with MADGRAPH5_AMC@NLO, while parton showering and hadronization are achieved with PYTHIA8; the detector response is then obtained in the parametric framework provided by DELPHES. A limit on the di-Higgs signal strength of r =1.45 is estimated at 95% CL in the inclusive bb4l channel, with a corresponding signal significance of 1.43 σ. A study on the prospects for the measurements of the Higgs self-coupling (λ_3) is also performed: the projected confidence interval on k_λ = λ_3/λ_3^{SM} is found to be [-0.7,7.2] at the 95% CL.
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Meineck, Christian [Verfasser], and Johannes [Akademischer Betreuer] Elmsheuser. "Coupling measurement of the Higgs boson and search for heavy Higgs like bosons via the decay channel H → WW(*) →lνlν with the ATLAS experiment / Christian Meineck. Betreuer: Johannes Elmsheuser." München : Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität, 2014. http://d-nb.info/1065611129/34.
Full text
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Bruscino, Nello [Verfasser]. "A gateway to new physics: direct measurement of the top Yukawa coupling to the Higgs boson / Nello Bruscino." Bonn : Universitäts- und Landesbibliothek Bonn, 2017. http://d-nb.info/1149154373/34.
Full text
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Coubez, Xavier. "Search for the standard Higgs boson produced in association with a pair of top quark in the multi-leptons channel in the CMS experiment." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAE049/document.
Full textAbstract:
La découverte en 2012 de la dernière particule élémentaire prédite par le Modèle Standard, le boson de Higgs, a ouvert une nouvelle ère en physique des particules. L’un des objectifs est désormais de sonder les couplages du boson de Higgs aux autres particules afin de confirmer la validité du modèle. Le travail de cette thèse a porté dans un premier temps sur l’identification de jets issus de quark b dès le système de déclenchement. L’objectif est de permettre de sélectionner un millier d’événements parmi les quarante millions produits chaque seconde au LHC en identifiant des objets présents dans l’état final de processus de physique intéressants tels que la production associée d’un boson de Higgs se désintégrant en paire de quark b avec un boson Z se désintégrant en neutrinos non détectés. Dans un second temps, l’étude du couplage du boson de Higgs au quark top, particule la plus massive au sein du Modèle Standard a été réalisée. Après l’étude d’un bruit de fond important de la production associée d’un boson de Higgs et d’une paire de quarks top, une nouvelle méthode a été utilisée pour améliorer la discrimination entre le signal et les principaux bruits de fond. Cette analyse a conduit à la première évidence expérimentale du couplage entre le boson de Higgs et le quark topThe discovery in 2012 of the last elementary particle predicted by the Standard Model, the Higgs boson, has opened a new era in particle physics. One of the objectives now is to probe the coupling of the Higgs boson to other particles in order to confirm the validity of the model. The work of this thesis focused initially on the identification of jets coming from b quark at trigger level. The goal is to allow for the selection of one thousand events among the forty million produced every second at the LHC, by identifiying objects present in the final states of interesting physics processes such as the associated production of a Higgs boson decaying in a pair of b quark with a Z boson decaying into undetected neutrinos. The work then moved to the study of the coupling of the Higgs boson to the quark top, most massive particle in the Standard Model. After a study of one of the important background of the associated production of the Higgs boson and a top quark pair, a new method called matrix element method has been used to improve the discrimination between signal and background. This analysis has led to the first experimental evidence of coupling between the Higgs boson and the top quark
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Da, Silva Caroline Dos Santos. "Cosmic strings and scalar tensor gravity." Thesis, Durham University, 1999. http://etheses.dur.ac.uk/4577/.
Full textAbstract:
This thesis is concerned with the study of cosmic strings. We studied the values for the Higgs mass and string coupling for which the gravitational effect of an infinite cosmic string in the context of the Einstein theory is not only locally but also globally weak. We conclude this happens for strings formed at scales less or equal to the Planck one with Higgs mass being less or equal to the boson vectorial mass. Then we examined the metric of an isolated self-gravitating abelian-Higgs vortex in dilatonic gravity for arbitrary coupling of the vortex fields to the dilaton. We looked for solutions in both massless and massive dilaton gravity. We compared our results to existing metrics for strings in Einstein and .Jordan-Brans-Dicke theories. We explored the generalisation of Bogomolnyi arguments for our vortices and commented on the effects on test particles. We then included the presence of an axion field and examined the metric of an isolated self-gravitating axionic-dilatonic string. Finally we studied dilatonic strings through black hole solutions in string theory. We concluded that the horizon of non-extreme charged black holes supports the long-range fields of the Nielsen-Olesen string that can be considered as black hole hair and whose gravitational effect is in general the production of a conical deficit into the metric of the black hole background. We also concluded that the effect of the dilaton on the horizon of these black holes is to generate an additional charge.
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Tabassam, Hajrah. "Physics studies at a future linear collider." Thesis, University of Edinburgh, 2012. http://hdl.handle.net/1842/5858.
Full textAbstract:
With the start of the Large Hadron Collider(LHC) at CERN, we will obtain a new understanding of the physics beyond our current limits. New discoveries will be made; but we will require a deeper understanding, which the LHC machine, being a hadron collider, will not be able to elucidate. Instead, we will need an e+e- collider to make precision measurements of the newly discovered phenomena. Electroweak symmetry breaking and the origin of fermion and boson masses are fundamental issues in our understanding of particle physics. The essential piece of electroweak symmetry breaking - the Higgs boson - will probably be discovered at the LHC. If there are one, or more, Higgs boson(s) precise measurements of all properties of the Higgs will be very important. In this thesis I present two measurements of Standard Model Higgs boson properties in the context of the International Linear Collider (ILC) at √s = 500 GeV, using the proposed International Linear Detector (ILD). First a performance study of ILD to measure the branching ratios of the Higgs boson with mH = 120 GeV, where the Higgs boson is produced with a Z-boson via the Higgsstralung process, and the Z decays into e+e- or μ+μ-. It will also be essential to study the Higgs Yukawa coupling. Therefore, in the second part of this thesis, I present a study of e+e- → tt¯H with the aim of making a direct measurement of the the top-Higgs coupling, using the semi-leptonic nal state and mH of 120 GeV. I show that the top-Higgs coupling can be measured with an accuracy of better than 28%.
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Olivares, Sebastian Andres. "Measurement of the Higgs boson off-shell coupling to constrain the total width in the H → ZZ(*) → 4ℓ channel and Level-1 Track muon isolation performance for the HL-LHC with the ATLAS detector." Thesis, University of Edinburgh, 2017. http://hdl.handle.net/1842/25378.
Full textAbstract:
Since the observation of a narrow mass resonance consistent with the Higgs boson by ATLAS and CMS collaborations in 2012, a number of important studies have been made in order to understand the properties of the newly discovered particle. The most fundamental precision measurements include the Higgs coupling to other particles and itself; properties that have a direct relation with the total decay width. The theoretical total width of the Standard Model (SM) Higgs boson is extremely small (4.2 MeV), making its direct measurement by the LHC experiments non feasible due to the finite experimental detector resolution. Recent publications have shown a novel way to set an indirect limit on the total Higgs boson width by using measurements of both off-shell and on-shell production. This thesis presents a determination of the off-shell Higgs boson coupling, and a further interpretation of the Higgs total width in the H → ZZ → 4l channel (l = e; μ). The results are based on pp collision data collected by the ATLAS experiment at the LHC, corresponding to an integrated luminosity of 20.3 fb-1 at a collision energy of √s = 8 TeV. Using the CLs statistical method and assuming the same higher-order QCD corrections applied for both signal and background processes, the observed 95% confidence level (CL) upper limit on the off-shell signal strength is 7.3 (with the yields normalized to the SM expectation). Similarly, the 95% CL upper limit on the Higgs total width is 24.7 MeV. The LHC will undergo its last big upgrade in 2021, in preparation for the high-luminosity LHC Run (HL-LHC), with a luminosity increase of approximately a factor of 5 beyond its nominal design rate. Raising the muon transverse momentum threshold becomes a necessity in order to maintain a low online selection rate with the existing trigger system, at the cost of a reduced efficiency for the electroweak scale physics. An alternative to this approach is a proposed design of a first-level hardware trigger that uses tracking information. Being able to use tracking information at the first level of the ATLAS trigger in the implementation of a muon isolation algorithm offers an extra handle for differentiating between signal and background. The second part of this thesis presents studies on the performance of tracking-based muon isolation designed for a first-level hardware trigger system. These studies demonstrate the improved trigger performance of the muon isolation algorithm when compared to an increase of the transverse momentum threshold of the muon candidates.
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Zhang, Huaqiao. "Analyse ttH,H->WW avec ATLAS au LHC et étude des électron à Très Basses énergie dans le Test Faisceau Combiné 2004." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00443806.
Full textAbstract:
Utilisant des données Monte-Carlo ATLAS en simulation complète du canal ttH;H->WW(*), cette thèse prsésente une étude de la mesure du couplage de Yukawa du quark top pour une lumisosité intégrée de 30fb(-1) dans la gamme de masses du Higgs allant de 120 à 200GeV. Les effets du système de déclenchement, de l'empilement des événements, ainsi que de toutes les erreures systématiques possibles ont été étudiés. Pour une masses du Higgs de 160GeV, en incluant les erreures systématiques, la significance obtenue du signal est à 2 sigma en combinant les états finaux à deux et trois leptons. Le rapport d'embranchement combiné sigma_ttH*Br(H->WW(*)) peut atteindre une précision de 47 %.Cette thèse comprend également une étude de la linéarité de la réponse à des électrons VLE avec des données de tests en faisceau combiné d'un secteur du détecteur ATLAS. Les résultats MC utilisant une graine multiple 5X5 permettent d'envisager une amélioration future de la linéarité de réponse à des électron VLE.
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Ecker, Katharina Maria [Verfasser], Hubert [Akademischer Betreuer] Kroha, Hubert [Gutachter] Kroha, and Lothar [Gutachter] Oberauer. "Measurement of the Higgs boson tensor coupling in H→ZZ*→4l decays with the ATLAS detector : How odd is the Higgs boson? / Katharina Maria Ecker ; Gutachter: Hubert Kroha, Lothar Oberauer ; Betreuer: Hubert Kroha." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2018. http://d-nb.info/1161846999/34.
Full text
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Agaras, Merve Nazlim. "Searches for associated Higgs Boson production with top quark pair and Higgs pair production in multi lepton final states with the ATLAS detector." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2020. http://www.theses.fr/2020CLFAC023.
Full textAbstract:
Depuis la découverte du boson de Higgs à une masse d'environ 125 GeV par les deux collaborations ATLAS et CMS en juillet 2012, il est devenu crucial de mesurer ses propriétés, telles que ses couplages avec d'autres particules, et de rechercher tout écart par rapport aux prévisions du Modèle Standard (SM). Le couplage Yukawa du quark top est proche de l'unité et est le plus fort dans le secteur fermionique. Par conséquent, ce couplage joue un rôle crucial dans la théorie. La détermination de la production de boson de Higgs avec une paire de quarks top (ttH) offre un accès a l'ordre dominant pour mesurer ce couplage. L'analyse de la production de ttH dans le cadre de l'expérience ATLAS exploite plusieurs canaux de désintégration du Higgs, ainsi que différents modes de désintégration des quarks top. Dans cette thèse, l'étude du processus ttH (H → Multi lepton) est présentée dans la topologie où le Higgs se désintègre en WW,ZZ ou tautau, en utilisant un ensemble de données correspondant à une luminosité intégrée de 79,8fb^-1 à √s = 13 TeV, recueillies avec le détecteur ATLAS entre 2015 et 2017. L'amélioration des connaissances sur la modélisation des bruits de fond et un modèle d'ajustement complexe est utilisée avec de nombreux degrés de liberté. Des ajustements particulièrement différents sont présentés afin de comprendre la modélisation du principal bruit de fond irréductible, ttW. En outre, une recherche sur la production de paires de bosons de Higgs dans les états finaux multi leptoniques est présentée. La recherche utilise 139fb^-1 de données issues de collisions proton-proton à une énergie de centre de masse de 13 TeV fournies par le Grand collisionneur de hadrons (LHC) et enregistrées par l'expérience ATLAS entre 2015 et 2018. Les premières études du canal 2 leptons de même signe sont réalisées afin d'optimiser le point de fonctionnement des leptons et d'estimer les contributions des bruits de fond. La méthode d'ajustement du modèle est appliquée pour estimer les bruits de fond réductibles et calculer la limite supérieure préliminaire prévueSince the discovery of the Higgs boson at a mass around 125 GeV by both ATLAS and CMS collaborations in July 2012, it became crucial to measure its properties, such as its couplings to other particles, and search for any deviations from the Standard Model (SM) predictions. The top quark Yukawa coupling is close to unity and the strongest in the fermionic sector. Therefore, this coupling plays a crucial role in the theory. Determination of the associated production of The Higgs boson production with a pair of top quarks (ttH) offers a tree-level access to measuring this coupling. The analysis of ttH production at ATLAS experiment exploits several Higgs decay channel, together with different top quark decay modes. In this thesis, the study of the ttH (H → Multi lepton) process is presented in the topology where the Higgs decays to WW,ZZ or tautau, using a dataset corresponding to an integrated luminosity of 79.8fb^-1 at √s = 13 TeV, collected with the ATLAS detector between 2015-2017. Improved knowledge on the background modelling and the complex fit model is used with many degrees of freedoms. Particularly different fit setups are presented in order to understand the modelling of the major irreducible background, ttW. Furthermore, a search for the SM Higgs boson pair production in the multi lepton final states is presented. The search uses 139fb^-1 of proton-proton collisions data at a centre-of-mass energy of 13 TeV provided by the Large Hadron Collider (LHC) and recorded by the ATLAS experiment in 2015 and 2018. The first studies in two lepton same-sign channel is performed for lepton working point optimisation and estimation of background contributions. Template fit method is applied to estimated the reducible backgrounds and preliminary expected upper limit is calculated
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Price, Tony. "Digital calorimetry for future e⁺e⁻ linear colliders and their impact on the precision measurement of the top Higgs Yukawa coupling." Thesis, University of Birmingham, 2013. http://etheses.bham.ac.uk//id/eprint/4515/.
Full textAbstract:
The International Linear Collider (ILC) is a proposed future e\(^+\)e\(^-\) linear collider which will make precise measurements of the Standard Model of Particle Physics. Novel detector systems with unprecedented performance are required to allow these measurements. This thesis focuses on the validation of a Digital Electromagnetic Calorimeter (DECAL) which infers the energy of the incident particles by counting the number of pixel fired (particles) in the shower rather than the energy deposited.The TPAC sensor has been developed for use as the active layer of a DECAL and its properties have been studied during beam tests at CERN and DESY. Data from these tests has been used to validate the DECAL concept by showing that pixel multiplicity increases with incident particle energy and material depth as expected for electromagnetic shower development. The radiation hardness of the TPAC sensors was also evaluated with a reduction in the signal to noise ratio of 8 % observed at doses up to 200 krad. The semileptonic decay of e\(^+\)e\(^-\) \(\rightarrow\) ttH has been studied at 1 TeV to evaluate the performance of the International Large Detector (ILD) yielding a predicted uncertainty on the measurement of the top Higgs Yukawa coupling of 6.9% with 1000 fb\(^-\)\(^1\) of data. An investigation into the effect of the inclusion of a DECAL has yielded results consistent with a conventional calorimeter system.
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Zhang, H. "Analyse ttH, H EN WW avec ATLAS au LHC et étude des électrons à très basses énergie dans le test faisceau combiné 2004." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00366852.
Full textAbstract:
Le boson de Higgs est l'une des particules elementaires predites par le modele standard, et la seule pas encore observee experimentalement. La recherche de la particule de Higgs est l'objectif premier de nombreuses experiences à haute energie au cours des dix dernieresannees. Selon le modele standard, les bosons W, Z0 bosons obtiennent leurs masses de la brisure spontanee de la symetrie du vide par le mecanisme de Higgs, tandis que les fermions obtiennent leurs masses par couplage de Yukawa avec le boson Higgs. Ce couplage est une des plus importantes proprietes du Higgs et permet de distinguer si il est de type modele standard ou non. Le Grand Collisioneur de Hadron (Large Hadron Collider ou LHC) au CERN est un collisionneur proton-proton avec une energie dans le centre de masse de 14 TeV. ATLAS est un detecteur de particules de type generaliste situe aupres d'un des points de collision du LHC. Le debut de la prise des donnees est prevue pour cet ete. Les principaux objectifs de physique de l'experience ATLAS sont les recherches du boson de Higgs, de particules SUSY et les mesures de precision electro-faibles. Utilisant des donnees Monte-Carlo ATLAS CSC (Computing System Commissioning) en simulation complµete du canal t¹tH;H ! WW, cette these presente une etude de la mesure du couplage de Yukawa du quark top pour une lumisosite integree de 30fb 1 dans la gamme de masses du boson de Higgs allant de 120 a 200GeV=c2. Pour la premiµere fois, les effets du systeme de declenchement, de l'empilement des evenements, ainsi que de toutes les erreurs systematiques possibles ont ete extensivement etudies. Pour une masses du Higgs de 160GeV=c2, en incluant toutes les erreures systematiques, la signicance obtenue du signal est superieure µa 2¾ en combinant les etats naux a deux et trois leptons. Le rapport d'embranchement combine ¾ t¹tH BrHWW peut atteindre une precision de 47 % et donner des informations importantes sur le couplage de Yukawa du quark top. C'est la premiere etude du canal t¹tH;H WW en simulation detaillee du detecteur ATLAS, incluant une etude complete et detaillee des erreurs systematiques. La partie la plus dicile de l'analyse de t¹tH;H WW est d'extraire le signal du bruit de fond abondant car la section efficace du signal est seulement 0:1% de celle du bruit de fond tt. En outre, le signal presente un etat final complexe d'au moins quatre jets, deux leptons et deux neutrinos qui rendent tres diffcile la reconstruction du spectre de masse du Higgs. L'isolation leptonique est un des moyens les plus importants pour supprimer le bruit de fond reductible. Cette these developpe une procedure dediee d'isolation en cone permettant de supprimer le bruit principal t¹t par un facteur 5. L'incertitude sur l'echelle d'energie leptonique est l'une des principales sources d'incertitude systematique pour cette analyse t¹tH;H WW. Une bonne linearite de reponse pour des electrons de tres basses energies (VLE) permettrait d'ameliorer la performance de l'estimation de l'echelle d'energie des electrons. Cette these comprend egalement une etude de la linearite de la reponse à des electrons VLE avec des donnees de tests en faisceau combine (CTB) d'un secteur du detecteur ATLAS. Une premiere methode basee sur l'utilisation, evenement par evenement, de chambreà fils proche du faisceau est presentee. Puis une autre methode est etudiee par simulation Monte-Carlo. Elle est basee sur l'utilisation d'un etalonnage s'appuyant sur une constante de calibration obtenue par une aggregation des energies par graine multiple de 5 par 5. Les resultats de simulation de cette methode permettent d'envisager une amelioration future de la linearite de reponse à des electrons VLE.
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Qin, Yang. "Search for tt̄H production and measurement of the tt̄ cross-section with the ATLAS detector." Thesis, University of Manchester, 2017. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/search-for-tbarth-production-and-measurement-of-the-tbart-crosssection-with-the-atlas-detector(1c05f62c-67ad-4011-802d-703d045490f1).html.
Full textAbstract:
The Higgs boson and the top quark have been a focus in modern elementary particle physics research because of their special roles in the Standard Model (SM) of particle physics. The studies of both particles are crucial for revealing the unsolved puzzles of modern particle physics. The coupling between the Higgs boson and the top quark, the top-Yukawa coupling, is one of the fundamental parameters in the SM that can potentially direct the future development of the theory of elementary particle physics. This thesis presents two analyses on the Higgs boson and the top quark, using proton-proton (pp) collision data collected by the ATLAS detector during 2012 and 2015. A search for the SM Higgs boson produced in association with a top quark pair (tt̄H) was performed using 20.3 fb⁻¹ of pp collision data at a centre-of-mass energy of √s = 8 TeV. The search is designed to be primarily sensitive to the H → bb decay mode. Events with one of two electrons or muons are used in the search. No significant excess of events is observed above the background predicted by the SM. An observed (expected) upper limit on the signal strength of 3.4 (2.2) times the SM prediction is obtained at 95% confidence level. The tt̄H signal strength, represented by the ratio of the measured tt̄H cross-section to the SM prediction, is found to be μ = 1.5 ± 1.1 for a Higgs boson mass of m_H = 125 GeV. A measurement of the top quark pair (tt̄) production cross-section was performed using 3.2 fb⁻¹ of pp collision data at √s = 13 TeV. The measurement uses events with an opposite-charge-sign electron-muon pair and exactly one and two jets originating from b quarks. The inclusive tt̄ production cross-section is measured to be σ_tt̄ = 818 ± 8(stat) ± 27(syst) ± 19(lumi) ± 12(beam) pb, where the uncertainties arise from data statistics, analysis systematic effects, the integrated luminosity and the LHC beam energy. The total relative uncertainty is 4.4%. The result is consistent with the theoretical prediction at the next-to-next-to-leading order accuracy in the strong coupling constant αs of QCD, with the resummation of next-to-next-to-leading logarithmic (NNLL) soft gluon terms. A fiducial cross-section corresponding to the experimental acceptance of leptons is also measured.
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Hadef, Asma. "Recherche de la production du boson de Higgs en association avec une paire de quarks top dans les canaux avec deux leptons de même charge à partir du détecteur ATLAS au LHC." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0230/document.
Full textAbstract:
Le Grand Collisionneur de Hadrons (Large Hadron Collider, LHC) du CERN a redémarré au printemps 2015 pour trois ans (Run 2) avec une énergie dans le centre de masse de 13 TeV.Une mesure précise de l’efficacité de reconstruction des électrons avec le détecteur ATLAS au LHC, est présente dans la première partie de cette thèse en utilisant les données récoltées au cours de l’année 2015. Cela a permis d’extraire les rapports d’efficacité de reconstruction des électrons, lesquels sont utilisés par toutes les analyses d’ATLAS impliquant des électrons. Les résultats montrent d'une part une grande efficacité de reconstruction des électrons avec le détecteur ATLAS, et une bonne compréhension de ses performances d’autre part.La seconde partie de ce manuscrit est dédiée à la recherche de la production associée du boson de Higgs avec une paire de quarks top (bar), qui pourrait permettre une première mesure directe du couplage de Yukawa entre le boson de Higgs et le quark top. Une déviation dans la mesure par rapport aux prédictions du Modèle Standard serait une preuve manifeste de Nouvelle Physique. La signature de l’état final avec deux leptons de même charge électrique électrons ou muons) est examinée en utilisant les premiers 10\% du total de données attendues pour le Run 2. Une méthode améliorant l'estimation des événements avec de faux (non-prompt) leptons a développé}e et est discutée en détails dans ce rapportThe Large Hadron Collider (LHC) at CERN restarted in spring 2015 for three years (Run2) at an unexplored center-of-mass energy of 13 TeV. A precise measurement of electron reconstruction efficiency in ATLAS, one of the two general purpose experiments of the LHC, is presented in the first part of this thesis with $Zee$ data sample recorded in 2015. This allows to extract scale factors between data and simulation that are used by all ATLAS physics analyses involving electrons. The results show the high ability of the ATLAS detector to reconstruct electrons from one hand and the good understanding of its performance on the other hand. The second part of the thesis is dedicated to a search for the Higgs boson production in association with a top quark pair (ttH), which could allow a first direct measurement of the top quark Yukawa couplingand could reveal new physics. The signature with two same-charge light leptons (electron or muon) without a hadronically decaying tau lepton final state is examined using the first 10% of the total expected Run2 dataset. Events with fake (non-prompt) leptons represent the main reducible background of this signature. An improved method to estimate it has been developped and is discussed in details in this thesis. Driving the total error, fake leptons background is found to be 1.5 to 3.6 times higher than in simulation and represent between 32 and 48% of the total background. The best-fit value of the ratio of observed and Standard Model cross sections of ttH production process, combining with other multilepton channels, is 2.5±0.7(stat)+1.1-0.9(syst), and an upper limit on this ratio of 4.9 (2.3 expected) is found at 95% confidence level
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Nechansky, Filip. "Search for the production of a Higgs boson decaying into a pair of bottom quarks in association with a pair of top quarks at 13 TeV with the ATLAS detector." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2021. http://dx.doi.org/10.18452/23027.
Full textAbstract:
Die Entdeckung des Higgs-Bosons im Jahr 2012 bestätigt das Standardmodell als die erfolgreichste Theorie, die die grundlegenden Wechselwirkungen von Elementarteilchen beschreibt. Eine der wichtigen Eigenschaften des Higgs-Bosons ist seine Yukawa-Kopplung an das Top-Quark, die aufgrund der hohen Masse des Quarks im Standardmodell am stärksten ist.
Diese Arbeit berichtet über eine Messung der Top-Yukawa-Kopplung mit Daten, die vom ATLAS-Detektor von 2015 bis 2018 bei einem Massenschwerpunkt von 13 TeV aufgezeichnet wurden. Die Kopplung wird in ttH(bb)-Ereignissen untersucht, einem Endzustand, der die Zerfälls-produkte von zwei Top-Quarks enthält und in dem zusätzlich ein Higgs-Boson emittiert wird, welches in Bottom-Quark-Paar zerfällt. Dieser Zerfallskanal des Higgs-Bosons hat das größte Verzweigungsverhältnis, wird jedoch durch die Beschreibung des dominanten Untergrundprozesses ttbb, ein Top-Quark-Paar mit zwei zusätzlichen b-Quarks im Endzustand systematisch beschränkt.
Die Messung nutzt die Fähigkeit des ATLAS-Detektors, Jets von einem b-Quark zu identifizieren, um Analysebereiche mit verschiedenen Zusammensetzungen von Signal und Untergrund zu konstruieren. Um das Signal weiter zu separieren, wird eine Reihe von multivariaten Algorithmen verwendet und der ttH-Prozess wird unter Verwendung eines Profile-Likelihood-Fits extrahiert.
Die Ergebnisse werden für den Kanal mit einem einzelnen Lepton im Endzustand und für eine Kombination mit dem Dilepton-Kanal gezeigt. Die Untergrundgenauigkeit wird im Detail untersucht, wobei große Fehlmodellierungen festgestellt werden. Das gemessene Verhältnis der ttH-Produktion zur Standardmodell-Vorhersage beträgt mu(ttH) = 0,84+0,45- 0,39 (syst.) +-0,21 (stat.). Das Ergebnis stimmt mit der Vorhersage des Standardmodells überein und entspricht einer beobachteten (erwarteten) Signifikanz von 1,9 sigma (2,3 sigma), eine Verbesserung gegenüber der vorherigen ATLAS-Messung, bei der eine Signifikanz von 1,4sigma (1,6 sigma) ermittelt wurden.The discovery of the Higgs Boson in 2012 confirms the Standard Model as the most successful theory describing the fundamental interactions of elemental particles. One of the important properties of the Higgs boson is its Yukawa coupling to the top quark, which in the Standard Model is the strongest due to the high mass of the quark. This thesis reports on a measurement of the top-Yukawa coupling with data collected by the ATLAS detector from 2015 to 2018 at 13 TeV center of mass energy. The coupling is studied in ttH(bb) events, a final state containing decay products of two top quarks with additional emission of a Higgs boson, where the Higgs decays into a pair of bottom quarks. This decay channel of the Higgs Boson has the largest branching ratio, but is systematically limited by the description of the dominant background process ttbb, a tt with additional two b quarks in the final state. The measurement takes advantage of the ability of the ATLAS detector to identify jets coming from a b quarks to construct analysis regions with various compositions of the signal and the background. To further separate the signal, a series of multivariate algorithms is employed and the ttH process is then extracted using a profile likelihood fit. The results are shown for the channel with a single lepton in the final state and for a combination with the dilepton channel. The background performance is studied in detail, where large mis-modeling is found. The measured ratio of the ttH production compared to the Standard Model prediction is found to be mu(ttH) = 0.84 +0.45 -0.39 (syst.) +-0.21 (stat.). The result is in agreement with the Standard Model prediction and corresponds to an observed (expected) significance of 1.9 sigma (2.3 sigma), an improvement compared to the previous ATLAS measurement which reported 1.4 sigma (1.6 sigma).
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Chomont, Arthur. "Etude du couplage du quark top au boson de Higgs dans l'expérience ATLAS." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2017. http://www.theses.fr/2017CLFAC082/document.
Full textAbstract:
La découverte du boson de Higgs au LHC en 2012 est la plus récente confirmation de la validité du modèle standard, théorie décrivant les particules élémentaires et leurs interactions fondamentales. De nombreuses études ont été mises en place pour étudier les différentes caractéristiques de cette particule récemment découverte. Ce travail se concentre sur la recherche du processus ttH dans l’expérience ATLAS, pour réaliser une première mesure directe du couplage de Yukawa du boson de Higgs au quark top, paramètre important dans les modèles de physique au-delà du modèle standard. La première partie de ce travail a porté sur l’automatisation de l’étalonnage du calorimètre hadronique à tuiles du détecteur ATLAS (TileCal ) par un système laser. Une description de ce système qui permet un étalonnage régulier de toutes les cellules du calorimètre est tout d’abord présentée. Ensuite, l’algorithme d’automatisation de ce processus d’étalonnage, qui a été écrit lors de ce travail, est décrit. Le but final de cet algorithme est de faciliter et accélérer la correction des canaux dont le gain dérive. Une deuxième partie concerne la recherche du processus ttH par l’étude des états finals multi-leptons et particulièrement avec deux leptons de même charge électrique et au moins 4 jets dont 1 étiqueté b. L’estimation des bruits de fond instrumentaux et le traitement statistique réalisé sont décrits en détail dans le document pour deux versions de l’analyse. Une première version correspondant aux données de l’année 2015 et du début 2016, soit une luminosité intégrée de 13.2f b −1 de données, aboutit à une précision insuffisante pour conclure sur la présence du processus ttH. Une deuxième version de l’analyse, optimisée avec l’utilisation d’analyses multivariées sur l’ensemble des données 2015 et 2016, se conclut par une observation du processus ttH lors de la combinaison de l’ensemble des états finals ttH. La signification statistique observée est alors de 4.2σ pour une signification statistique attendue de 3.8σ. Ce résultat est donc en accord avec la prédiction du modèle standardDiscovery of Higgs boson at LHC in 2012 is the most recent confirmation of the validity of Standard Model, theory describing elementary particles and their interactions. Many analysis now target the extraction of properties of the newly-discovered particle. A direct measurement in the ATLAS experiment of the top Yukawa coupling, one of these properties, is targeted in this work through ttH process. This coupling is of particular interest because of its strong sensitivity to New Physics. The first part of the work is about the automation of the calibration of the hadronic tile calorimeter of the ATLAS detector. A detailed description of the laser system used for a regular calibration of the calorimeter is done as well as of the calibration itself. Then more details on the algorithm written for the automation of the calibration are given. The final goal of this algorithm is to ease and fasten the calibration of channels with gain variation. The second part is dedicated to the search for ttH process through multilepton final states with emphasis on final state with two same-sign leptons, at least four jets and at least 1 b-tagged jet. Estimation of reducible backgrounds and statistical treatment of the analysis are detailed. A first version of the analysis with 13.2f b −1 , corresponding to 2015 and mid-2016 LHC data, ends with a final precision too low to extract any conclusion on the tt̄H process. In a second version of the analysis, improvements are made using multivariate analysis and adding more signal regions. The results from the multilepton analysis is combined with results from other ttH analysis, targeting other Higgs decays, to attain a final observed sentivity of 4.2σ. Thus an evidence for ttH production can be claimed from this combination. The final results give good agreement with Standard Model prediction
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Fink, Simon [Verfasser], and Th [Akademischer Betreuer] Müller. "Probing the Top-Yukawa Coupling by Searching for Associated Higgs Boson Production with a Single Top Quark at the CMS Experiment / Simon Fink. Betreuer: Th. Müller." Karlsruhe : KIT-Bibliothek, 2016. http://d-nb.info/1110969635/34.
Full text
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Lambrou, Eliana. "Phase structure of five-dimensional anisotropic lattice gauge theories." Thesis, University of Edinburgh, 2016. http://hdl.handle.net/1842/19579.
Full textAbstract:
The idea that we live in a higher-dimensional space was first introduced almost 100 years ago. In the past two decades many extra-dimensional models have been proposed in order to solve fundamental problems of nature such as the hierarchy problem. Most of them need exploration via non-perturbative approaches and Lattice Gauge Theory provides a tool for doing this. In this thesis, we make attempts to find a non-perturbative way to localize gauge fields that arise from five-dimensional SU(2) gauge theories on 3-branes. In 1984, it was proposed that the phase diagram of anisotropic extra-dimensional lattice gauge theories inherits a new phase, called the "layered" phase, where the gauge fields behave as four-dimensional ones. This was shown for the abelian case, but the existence of this new phase for the simplest non-abelian group, SU(2), was still in doubt. We investigated this system in large volumes using Monte Carlo simulations and we could not find a second order phase transition from a five-dimensional to a continuous four-dimensional theory when all directions were kept large. This made the model unattractive for further exploration as nothing suggests that a non-trivial fixed point could exist. The above investigation was done in a flat background metric. We extended the previous work by putting our theory into a slice of AdS5 space, usually called the warped background. The motivation for this is that our SU(2) theory looks like the gauge-sector of the Randall-Sundrum model, which does not have a concrete solution to the problem of localization of the gauge fields on a 3-brane. We carried out our investigation using the Mean-Field Approach and we present novel results for the phase diagram and measurements of important observables. In our implementation we have a finite extent of the extra dimension and one layer (or 3-brane) on each extra-dimensional coordinate. At weak coupling, we observed that each layer decouples one at a time in the transition to the fully layered phase of the system, forming a mixed phase, whereas there is a strong and sharp transition between the fully layered and the strong-coupling phase. Within the mixed phase, close to the transition into the layered phase, we found evidence that the system is four-dimensional acquiring a Yukawa mass and resembling a Higgs-like phase. The mixed phase grows as the curvature increases suggesting that for an infinite extra dimension the entire weak-coupling phase is mixed.
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Walbrecht, Verena Maria [Verfasser], Hubert [Akademischer Betreuer] Kroha, Hubert [Gutachter] Kroha, and Stefan [Gutachter] Schönert. "Measurement of the Higgs Boson Coupling Structure in Decays to Four Leptons with the ATLAS Detector / Verena Maria Walbrecht ; Gutachter: Hubert Kroha, Stefan Schönert ; Betreuer: Hubert Kroha." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2020. http://d-nb.info/1209673444/34.
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Martin, perez Cristina. "Development of tau selection techniques for the Higgs boson produced associated to a pair of top quarks and decaying into tau leptons." Thesis, Institut polytechnique de Paris, 2020. http://www.theses.fr/2020IPPAX065.
Full textAbstract:
L'expérience CMS (Compact Muon Solenoid) vise à étudier les résultats des collisions de protons produites par le LHC (Large Hadron Collider) au CERN. La découverte du boson de Higgs est un grand bond en avant car le mécanisme correspondant indique que les masses de particules sont le résultat d'une interaction avec le champ scalaire associé. La nature de ce domaine est étudiée dans les détails et cela occupera les collaborateurs de CMS pour les prochaines années. La caractérisation du secteur de Higgs ainsi que la recherche d'une nouvelle physique exigeront toutes les capacités du LHC. Des améliorations sont également prévues dans le but d'atteindre des luminosités beaucoup plus élevées (> 5x1034cm-2s-1). L'expérience CMS déploie un détecteur de 14000 tonalités équipé d'une électronique avancée pour suivre et identifier précisément toutes les particules produites lors des collisions. Bien que CMS ait affiché d'excellentes performances, sa mise à niveau pour la Phase II inclue entre autre un nouveau système d'acquisition de données pour exploiter pleinement les conditions de luminosité élevée.Le travail de thèse se concentre sur la prise en compte des nouvelles techniques d'analyse et de sélection pour rechercher les leptons tau provenant de la désintégration du Higgs produit en association avec deux quarks top (ttH). Le mode de production ttH est important pour caractériser les propriétés du boson de Higgs et en particulier, son couplage au quark top, auquel le processus ttH offre un accès direct. Le boson de Higgs se désintégrant en une paire de tau leptons est particulièrement intéressant puisqu'il permet de mesurer le couplage du boson de Higgs aux fermions. Compte tenu de la masse du Higgs, le mode de décomposition du tau est certainement favorisé, mais représente encore des aspects difficiles comme les techniques de sélection et de reconstruction. L'analyse ttH est particulièrement difficile du fait de la complexité des états finaux. Des techniques spécifiques comme la Matrix Element Method sont nécessaires à l’extraction du signal. Depuis son observation en 2018, cette analyse est l’une des principales priorités de l’expérience CMS et Cristina Martin Perez joue un rôle majeur dans la préparation de la publication des résultats du Run 2.En outre, cette thèse se concentre sur le développement d'un algorithme de sélection lepton tau dédié, qui n'avait jamais été réalisé avec les couches électroniques du système d'acquisition de données. Le nouveau système de déclenchement a été mis en service au début du Run II du LHC et est utilisé comme système de base depuis 2016. Cristina Martin Perez joue un rôle de premier plan dans les études de performance et l'optimisation de ce déclenchementThe CMS (Compact Muon Solenoid) experiment aims at studying the results of proton collisions produced by the LHC (Large Hadron Collider) at CERN. The discovery of the Higgs boson is a great leap forward as the corresponding mechanism states that particles masses are the result of an interaction with the associated scalar field. The nature of that field is being studied in details and this will occupy the CMS collaborators for the next years. The characterization of the Higgs sector as well as the search for new physics will require the full capabilities of the LHC. Upgrades have been done along the way to reach much higher luminosities (>5x1034cm-2s-1). The CMS experiment deploys a 14000 tones detector equipped with advanced electronics to track and identify precisely all the particles produced from the collisions. Although CMS showed an excellent performance, it underwent upgrades, which include a new data acquisition system to fully exploit high luminosity conditions.The thesis work focuses on taking advantage of the newer analysis and selection techniques to search for tau leptons coming from Higgs which was produced associated to two tops (ttH). The ttH production mode is important to characterize the properties of the Higgs boson and in particular its coupling to top quarks, to which the ttH process has direct access. The Higgs to tau leptons is of particular interest as it probes the Higgs coupling to fermions. Given the mass of the Higgs, the tau decay mode is certainly favored but still represents challenging aspects in both selection and reconstruction techniques. The ttH analysis is particularly challenging given the complexity of final states and makes use of the latest signal extraction techniques. Since its observation in 2018, this analysis is one of the main priorities of the CMS experiment, and the Cristina Martin Perez plays a major role in the full Run 2 legacy paper preparation.Besides, this thesis focuses on the development of a dedicated tau selection algorithm, which had never been achieved with the electronics layers of the data acquisition system. A new trigger system was commissioned with proton collisions data and is being used as the baseline system starting 2016. Cristina Martin Perez plays a leading role in the performance studies and optimization of this trigger
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Eble, Florian. "Prospective study for the development of an analysis to measure the tri-linear Higgs coupling using the Matrix Element Method with the ATLAS experiment at the HL-LHC." Thesis, KTH, Fysik, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-291100.
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Flöh, Kevin [Verfasser], and T. [Akademischer Betreuer] Müller. "Investigation of the Top Quark Yukawa Coupling in Higgs Boson Production in Association with Top Quarks at 13 TeV with the CMS Experiment / Kevin Marcel Flöh ; Betreuer: T. Müller." Karlsruhe : KIT-Bibliothek, 2020. http://d-nb.info/1204132682/34.
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