Search for WH associated production in the lνbb final state using the DØ detector at the Tevatron
Résumé
The Standard Model is the framework which allows to describe interactions between particles and their dynamics. The Higgs mechanism is a solution to naturally introduce a mass term in the theoretical description of this model. After electroweak spontaneous symmetry breaking, a new massive scalar particle is introduced, the Higgs boson. Since it hasn't been discovered yet, the search for the Higgs boson is carried at the Tevatron, which is a pp collider at a center-of-mass of 1.96 TeV. For MH < 115 GeV, the dominant decay mode is H → bb ̄ . The analysis presented in this document is focused on the 100 < MH < 150 GeV mass range, in the channel where the Higgs boson is produced in assocation with a W boson which decays either to an electron or muon and a neutrino. The study of this final state relies on informations collected from all parts of the DØ detector. A result based on 5.3 fb−1 of RunII Tevatron collisions is presented here. In order to increase the sensitivity to the signal, the analysis is separated in different sub-channels according to the lepton flavour, number of jets in the final state, number of jets identified as originated from b quarks and data taking periods. After selecting events, a multivariate analysis technique is used to separate signal-like events from the expected physics and instrumental backgrounds. A good agreement between data and simulation is observed. As no signal excess is observed in data, an observed (expected) upper limit of 4.5 (4.8) for MH = 115 GeV is set on the ratio of the W H cross section multiplied by the H → bb ̄ branching fraction to its standard model prediction, at 95% confidence level. Since the final Tevatron dataset is soon to be analyzed, an effort is brought to achieve the maximum sensitivity. A preliminary analysis updated in Summer 2011 is presented as well as future improvements to be considered in the final publication for the search in the WH → lνbb ̄ channel. Since the dijet invariant mass is the most discriminant single variable, a correction based on jet shapes is derived to improve the mass resolution, hence the analysis sensitivity. Moreover, a different usage of b-jets identification tools and optimization studies on the final discriminant yields a significant improvement. This result is part of the Tevatron Higgs combination.
Le Modèle Standard est le cadre qui permet de décrire les interactions entre les particules et leur dynamique. Le mécanisme de Higgs est une solution pour introduire naturellement un terme de masse dans la description théorique de ce modèle. Après la rupture spontanée de la symétrie électrofaible, une nouvelle particule scalaire massive est introduite, le boson de Higgs. Comme celui-ci n'a pas encore été découvert, la recherche du boson de Higgs est effectué au Tevatron, qui est un collisionneur pp ̄ à une énergie au centre de masse de 1.96 TeV. Pour MH = 135 GeV, le mode de désintégration dominant est H → bb ̄. L'analyse présentée dans ce document est axée sur le domaine en masse 100 < MH < 150 GeV, dans le canal où le boson de Higgs est produit en association avec un boson W se désintègrant en un lepton chargé (électron ou muon) et un neutrino. L'étude de cet état final repose sur les informations recueillies auprès de toutes les parties du détecteur DØ. Un résultat basé sur 5.3 fb−1 de collisions récoltées durant le RunII du Tevatron est présenté ici. Afin d'augmenter la sensibilité au signal, l'analyse est séparée en sous-canaux en fonction de la saveur du lepton considéré, le nombre de jets dans l'état final, le nombre de jets identifiés comme provenant de quarks b et par périodes de prise de données. Après sélection des événements, une technique d'analyse multivariée est utilisée pour séparer les événements de type signal du bruit de fond physique et instrumental attendu. Comme un bon accord entre les données et simulation est observé, une limite supérieure observée (attendue) de 4.5 (4.8) est placée (pour MH = 115 GeV) sur le rapport entre la section efficace pp ̄ → W H multipliée par le rapport d'embranchement H → bb ̄ et la prédiction du Modèle Standard, à 95% de niveau de confiance. Alors que les dernières données du Tevatron sont en cours d'analyse, les perspectives de recherche au Tevatron sont exposées ici. Les améliorations futures pour la publication finale sur la recherche dans le canal WH → lνbb ̄ sont présentées. La masse invariante dijet étant la variable la plus discriminante, l'amélioration de la résolution du pic de masse est un enjeu important, ainsi que l'optimisation de l'utilisation des outils d'identification de jets de quarks b et du discriminant final. Une amélioration significative est obtenue au niveau de la limite.
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