Measurement of Higgs production cross section via vector boson fusion in H → ZZ → 4l final state at 13 TeV using artificial neural networks
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16445 |
Resumo: | Este trabalho apresenta uma medida isolada da seção de choque de produção do boson de Higgs via Fusão de Bosons Vetoriais (VBF), com o Higgs decaindo pelo canal H → ZZ → 4l(l = e, µ). O estudo foi feito usando-se amostras de dados coletadas através do detetor CMS em colisões proton-proton com √s = 13 TeV realizadas no LHC em 2016 durante o RunII. Essas amostras correspondem à uma luminosidade integrada de 35.9 fb−1. Uma análise de várias variáveis (Multivariate Analysis - MVA) é realizada através do uso de Redes Neurais Artificiais (ANNs) desenvolvidas para dois sub-conjuntos de dados categorizados de acordo ao número de jatos por evento selecionados na análise. Resultados finais são obtidos por meio de uma análise estatística da combinação das ANNs associadas à cada sub-conjunto. A intensidade do sinal de Higgs produzido via VBF é medida como µqqH =1.28+1.24−0.84 para um boson de Higgs de massa mH = 125GeV, resultado este, que encontra-se em compatibilidade com o Modelo Padrão (SM) da Física de Partículas. A significância observada nesta análise é de ZobsqqH = 1.9, enquanto que, a esperada é de ZexpqqH = 1.8. Limites observado e esperado com 95% de confidência são obtidos como µobsqqH < 3.79 e µexpqqH < 1.66, respectivamente. Projeções para futuros cenários de luminosidade no LHC são também apresentados e indicam esta análise terá significância suficiente para evidenciar (3.4σ) e observar (5.1σ) a produção de Higgs via VBF com 150 e 359 fb−1, respectivamente. Adicionalmente, este trabalho apresenta em seus apêndices resultados completos obtidos pelo autor durante sua colaboração em um dos projetos para criação do trigger de nível 1 para o detetor de trajetografia interna do CMS, o qual foi liderado pelo Fermilab. Os apêndices também contêm um sumário de resultados obtidos pelo autor sobre um procedimento de discriminação de eventos observados baseado na topologia de eventos de Monte Carlo. |
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O estudo foi feito usando-se amostras de dados coletadas através do detetor CMS em colisões proton-proton com √s = 13 TeV realizadas no LHC em 2016 durante o RunII. Essas amostras correspondem à uma luminosidade integrada de 35.9 fb−1. Uma análise de várias variáveis (Multivariate Analysis - MVA) é realizada através do uso de Redes Neurais Artificiais (ANNs) desenvolvidas para dois sub-conjuntos de dados categorizados de acordo ao número de jatos por evento selecionados na análise. Resultados finais são obtidos por meio de uma análise estatística da combinação das ANNs associadas à cada sub-conjunto. A intensidade do sinal de Higgs produzido via VBF é medida como µqqH =1.28+1.24−0.84 para um boson de Higgs de massa mH = 125GeV, resultado este, que encontra-se em compatibilidade com o Modelo Padrão (SM) da Física de Partículas. A significância observada nesta análise é de ZobsqqH = 1.9, enquanto que, a esperada é de ZexpqqH = 1.8. Limites observado e esperado com 95% de confidência são obtidos como µobsqqH < 3.79 e µexpqqH < 1.66, respectivamente. Projeções para futuros cenários de luminosidade no LHC são também apresentados e indicam esta análise terá significância suficiente para evidenciar (3.4σ) e observar (5.1σ) a produção de Higgs via VBF com 150 e 359 fb−1, respectivamente. Adicionalmente, este trabalho apresenta em seus apêndices resultados completos obtidos pelo autor durante sua colaboração em um dos projetos para criação do trigger de nível 1 para o detetor de trajetografia interna do CMS, o qual foi liderado pelo Fermilab. Os apêndices também contêm um sumário de resultados obtidos pelo autor sobre um procedimento de discriminação de eventos observados baseado na topologia de eventos de Monte Carlo.This work presents an isolated measurement of the Higgs boson production cross section via Vector Boson Fusion (VBF) production mode, with the Higgs decaying through the H → ZZ → 4l(l = e, µ) channel. The study is performed using data samples corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb−1 from pp collisions at √s = 13 TeV, which has been collected by the CMS experiment during 2016 at the LHC. A multivariate analysis is performed through the usage of Artificial Neural Networks (ANNs). Statistical shape analysis of ANNs developed for two orthogonal jet-based categories is done by combining the discriminants distribution from each category. The Higgs VBF signal strength modifier is measured to be µqqH = 1.28+1.24−0.84 for an expected Higgs boson of mH =125GeV. This result is compatible with the SM expectation. The observed significance of the present analysis is Z obs qqH = 1.9, while the expected one is Z exp qqH = 1.8. The observed and expected 95%CL limits are estimated as µ obs qqH < 3.79 and µ exp qqH < 1.66, respectively. A projection for future luminosities is also presented and it is expected that the presente analysis will have enough significance for the VBF Higgs production evidence (3.4σ) at 150 and the observance (5.1σ) at 359 fb−1, respectively. Additionally, the present work brings on its appendixes full results obtained by the author during his collaboration in one of the CMS L1 Tacking Trigger approaches in 2015 and 2016, which has been leaded by Fermilab. The appendixes also contains a summary of results obtained by the author when working on an event tagging procedure called FastME, which is based on Monte Carlo events topology.Submitted by Teresa Silva CTC/D (teresadasilvarj@gmail.com) on 2021-08-12T19:09:04Z No. of bitstreams: 1 Tese - Miquéias Melo de Almeida - 2019 – Completa.pdf: 19480342 bytes, checksum: 3179899d9742af2a4d697b20f9cf6dbc (MD5)Made available in DSpace on 2021-08-12T19:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Miquéias Melo de Almeida - 2019 – Completa.pdf: 19480342 bytes, checksum: 3179899d9742af2a4d697b20f9cf6dbc (MD5) Previous issue date: 2019-04-11Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESapplication/pdfengUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em FísicaUERJBrasilCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Física Armando Dias TavaresHiggs bosonsBosons - Neural networks (Computer science)Large hadron collider (France and Switzerland)Compact muon solenoidVector boson fusionArtificial neural networkCMSL1 tracking triggerFast matrix elementHiggs, Bóson deBósons – Redes neurais (Computação)Grande colisor de hádrons (França e Suíça)Solenóide de múon compactoFusão de bosons vetoriaisRedes neurais artificiaisCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DAS PARTICULAS ELEMENTARES E CAMPOS::TEORIA GERAL DE PARTICULAS E CAMPOSMeasurement of Higgs production cross section via vector boson fusion in H → ZZ → 4l final state at 13 TeV using artificial neural networksMedida da seção de choque de produção do Higgs via fusão de bósons vetoriais no estado final H → ZZ → 4l em 13 TeV usando redes neurais artificiaisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALTese - Miquéias Melo de Almeida - 2019 - Completa.pdfTese - Miquéias Melo de Almeida - 2019 - Completa.pdfapplication/pdf19480342http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/16445/2/Tese+-+Miqu%C3%A9ias+Melo+de+Almeida+-+2019+-+Completa.pdf3179899d9742af2a4d697b20f9cf6dbcMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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Measurement of Higgs production cross section via vector boson fusion in H → ZZ → 4l final state at 13 TeV using artificial neural networks Almeida, Miquéias Melo de Higgs bosons Bosons - Neural networks (Computer science) Large hadron collider (France and Switzerland) Compact muon solenoid Vector boson fusion Artificial neural network CMS L1 tracking trigger Fast matrix element Higgs, Bóson de Bósons – Redes neurais (Computação) Grande colisor de hádrons (França e Suíça) Solenóide de múon compacto Fusão de bosons vetoriais Redes neurais artificiais CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DAS PARTICULAS ELEMENTARES E CAMPOS::TEORIA GERAL DE PARTICULAS E CAMPOS |
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