Search for rare processes with a Z+bb signature at the LHC, with the matrix element method
Description
This thesis presents a detailed study of the final state with the Z boson decaying into two leptons, produced in the CMS detector at the LHC. In order to tag this topology, sophisticated b jet tagging algorithms have been used, and the calibration of one of them, the Jet Probability (JP) tagger is exposed. A study of the tagger degradation at high energy has been done and led to a small gain of performance. This investigation is followed by the search for the associated production of the standard model (SM) Higgs boson with a Z boson and decaying into two b quarks (ZH channel), using the Matrix Element Method (MEM) and two b-taggers: JP and Combined Secondary Vertex (CSV). The MEM is an advanced tool that produces an event-by-event discriminating variable, called weight. To apply it, several sets of transfer function have been produced. The final results give an observed limit on the ZH production cross section with the H → bb branching ratio of 5.46 x σSM when using the CSV tagger and 4.89 x σSM when using the JP algorithm: a small excess of data is observed only for CSV. Finally, based on the previous analysis, a model-independent search of new physics has been performed. The goal was to discriminate all the SM processes to categorize the Zbb phase space, with a recursive approach using the MEM weights. Free parameters had to be tuned in order to find the best exclusion limit on the ZH signal strength. For the best configuration, the computed limit was 3.58 x σSM, close to the one obtained with the dedicated search. (author)
Abstract (French)
Cette these presente une etude detaillee de l'etat final avec un boson Z se desintegrant en deux leptons, produit dans le detecteur CMS au LHC. Pour identifier cette topologie, des algorithmes sophistiques d'etiquetage des jets b ont ete utilises, et la calibration de l'un d'entre eux, Jet Probability, est exposee. Une etude de la degradation de cet algorithme a hautes energies a ete menee et une amelioration des performances a pu etre notee. Cette etude est suivie par une recherche du boson de Higgs du modele standard (MS) se desintegrant en deux quarks b, et produit en association avec un boson Z (canal ZH), a l'aide de la Methode des elements de Matrice (MEM) et deux algorithmes d'etiquetage des jets b: JP et Combined Secondary Vertex (CSV). La MEM est un outil perfectionne qui produit une variable discriminante par evenement, appelee poids. Pour l'appliquer, plusieurs lots de fonctions de transfert ont ete produits. Le resultat final renvoie une limite observee sur le taux de production de ZH avec le rapport d'embranchement H → bb de 5.46 x σMS en utilisant CSV et de 4.89 x σMS en faisant usage de JP: un leger exces de donnees est observe seulement pour CSV. Enfin, a partir de l'analyse precedente, une recherche de nouvelle physique modele-independante a ete faite. Le but etait de discriminer entre eux les processus du MS afin de categoriser l'espace de phase Zbb, a l'aide d'une methode recursive basee sur les poids de la MEM. Des parametres libres ont ete ajustes pour obtenir la meilleure limite d'exclusion pour le signal ZH. En utilisant la meilleure configuration trouvee, la limite calculee est de 3.58 x σMS, proche de celle obtenue avec l'analyse precedente. (auteur)
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Additional titles
- Original title (English)
- Recherche de processus rares avec la signature Z+bb au LHC, a l'aide de la Methode des Elements de Matrice
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 292 p.
- Report number
- FRNC-TH--14339
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 54054434
- Subject category
- S72: PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- B QUARKS; CERN LHC; CMS DETECTOR; CROSS SECTIONS; DATA ANALYSIS; HIGGS BOSONS; PARTICLE PRODUCTION; STANDARD MODEL; TEV RANGE 01-10; Z NEUTRAL BOSONS
- Descriptors DEC
- ACCELERATORS; BEAUTY PARTICLES; BOSONS; CYCLIC ACCELERATORS; DATA PROCESSING; ELEMENTARY PARTICLES; ENERGY RANGE; FERMIONS; FIELD THEORIES; GRAND UNIFIED THEORY; INTERMEDIATE BOSONS; INTERMEDIATE VECTOR BOSONS; MATHEMATICAL MODELS; MEASURING INSTRUMENTS; PARTICLE MODELS; PROCESSING; QUANTUM FIELD THEORY; QUARKS; RADIATION DETECTORS; STORAGE RINGS; SYNCHROTRONS; TEV RANGE; UNIFIED GAUGE MODELS
Optional Information
- Notes
- 88 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses