Standard Model Higgs boson search in the decay channel ZH-> nu nu bb at Tevatron collider in D0 experiment. Development of a b-tagging method based on soft muons.
Recherche du boson de Higgs du Modèle Standard dans le canal de désintégration ZH->nu nu bb sur le collisionneur Tevatron dans l'expérience D0. Développement d'une méthode d'étiquetage des jets de quark b avec des muons de basses impulsions transverses
Résumé
In the Standard Model of particle physics, the Higgs boson generates elementary particle masses. Current theoretical and experimental constraints lead to a Higgs boson mass between 114.4 and 158 GeV with 95% confidence level. Moreover, Tevatron has recently excluded the mass ranges between 100 and 109 GeV, 158 and 175 GeV with 95% confidence level. These results gives a clear indication to search for a Higgs boson at low mass. The DØ detector is located near Chicago, at the Tevatron, a proton-antiproton collider with an energy in the center of mass of 1.96 TeV. The topic of this thesis is the search for a Higgs boson in association with a Z boson. This channel is sensitive to low mass Higgs boson (<135 GeV) which has a branching ratio H->bb close to 80% in this mass range. The decay channel ZH->nu nu bb studied has in the final state 2 heavy-flavor jets and some missing transverse energy due to escaping neutrinos. The heavy-flavor jets identification ("b-tagging") is done with a new algorithm (SLTNN) developped specifically for semi-leptonic decay of b quarks. The Higgs boson search analysis was performed with 3 fb-1 of data. The use of SLTNN increases by 10% the Higgs boson signal efficiency. The global analysis sensitivity improvement, however, is rather low (<1%) after taking into account the backgrounds and systematic uncertainties.
Dans le Modèle Standard de la physiques des particules, le boson de Higgs permet de générer la masse des particules élémentaires. Les contraintes théoriques et expérimentales actuels imposent au boson de Higgs d'avoir une masse comprise entre 114.4 et 158 GeV à 95% de niveau de confiance. De plus, le Tevatron a récemment exclu la zone de masse entre 100 et 109 GeV, 158 et 175 GeV à 95% de niveau de confiance. Ces résultats confortent la recherche du boson de Higgs à basse masse dans la fenêtre encore ouverte. Le détecteur DØ est situé près de Chicago, au Tevatron, collisionneur protons-antiprotons avec une énergie dans le centre de masse de 1.96 TeV. Le sujet de cette thèse est la recherche du boson de Higgs produit en association avec un boson Z. C'est un canal sensible au boson de Higgs de basse masse (<135 GeV) qui a un rapport de branchement H->bb de l'ordre de 80% dans cette région en masse. Le canal d'étude ZH->nu nu bb a un état final composé de 2 jets de saveurs lourdes et de l'énergie transverse manquante emportée par les neutrinos. L'identification des jets de saveur lourde ("b-tagging") est réalisée à l'aide d'un nouvel algorithme que l'on a développé (SLTNN) : la méthode est basée sur la désintégration semi-leptonique des quarks b. L'analyse de recherche du boson de Higgs a été menée avec 3 fb−1 de données. L'utilisation de SLTNN a permis d'améliorer de 10% l'efficacité d'identification de boson de Higgs. En revanche, la sensibilté globale de l'analyse, une fois les bruits de fond et erreurs systématiques prises en compte, est très peu améliorée (<1%).
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