QUELQUES QUESTIONS GENERALES SUR LE HIGGS LAL- Orsay N.Andari Après discussion avec les physiciens du LAL M.Cacciari & G.Salam@ LAL 08/09/2009

Quelques Références [1] N.Andari 24-7-2009 http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=3&resId=1&materialId=slides&confId=64898 [2] N.Andari 8-7-2009 http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=6&resId=1&materialId=slides&confId=62456 [3] Expected Performance of the ATLAS Experiment - Detector, Trigger and Physics. http://au.arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0901/0901.0512.pdf [4] D de Florian and M.Grazzini http://au.arxiv.org/pdf/0901.2427 [5] Hggtotal , C.Anastasiou et al. [6]  V.Ahrens,T.Becher,M.Neubert and L.Yang http://au.arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0809/0809.4283v2.pdf [7] A.Martin,J.Stirling,R.Thorne and G. Watt arXiv:0901.0002 http://au.arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0901/0901.0002v3.pdf

Quelques Références [8]  CMS technical design report, volume II: Physics performance. http://www.iop.org/EJ/article/0954-3899/34/6/S01/g7_6_S01.pdf?request-id=ccea26b6-17a2-4f53-a2a6-f187029a249c [9] L.Fayard 20-3-2009 http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=5&resId=1&materialId=slides&confId=51088 [10] R.Tanaka 8-7-2009 http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=3&resId=1&materialId=slides&confId=62507 [11] R. Tanaka 27-8-2009 http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=3&resId=0&materialId=slides&confId=66205 [12] A-C Bourgaux 7-8-2009 http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=2&resId=1&materialId=slides&confId=64949 [13] R.Asfandiyarov et al. ATL-COM-PHYS-2009-051 http://cdsweb.cern.ch/record/1160296/files/ATL-COM-PHYS-2009-051.pdf [14] C.Anastasiou,R.Boughezal and F.Petriello JHEP 0904:003,2009 http://au.arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0811/0811.3458v2.pdf

Quelques Références [15] D.Rainwater,R.Szalapski and D.Zeppenfeld Phys Rev D54,6680,1996 http://au.arxiv.org/PS_cache/hep-ph/pdf/9605/9605444v1.pdf [16] G.Lewis 24-7-2008 http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=6&resId=0&materialId=slides&confId=35673 [17] A.Ahmad et al. http://cdsweb.cern.ch/record/1140156/files/ATL-PHYS-INT-2009-053.pdf [18] M.Roeder et al. http://cdsweb.cern.ch/record/1093180/files/phys-int-2008-015.pdf [19] J.Tanaka 19-12-2007 http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=26&resId=0&materialId=slides&confId=17537 [20] J.Tanaka 18-2-2009 http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=10&resId=0&materialId=slides&confId=52511 [21] J.Tanaka 20-3-2009 http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=1&resId=0&materialId=slides&confId=51088 [22] A.Martin et al. arXiv:0901.0002 [hep-ph]

Exclusion Vu que le démarrage est prévu à une énergie de centre de masse relativement basse ( 7 TeV (puis peut-être 10TeV) au lieu de 14 TeV) et à une luminosité réduite, on ne pourra peut-être pas exclure aussi bien que le TeVatron pour le MH=120GeV 0.05 fb-1 95% CL Section Efficace / MS D0 attendu D0 observé 0.2 fb-1 Energie (TeV) http://www.d0.fnal.gov/Run2Physics/WWW/results/prelim/HIGGS/H66/H66.pdf

Systématiques sur le Bruit de fond D0 attendu 95% CL Section Efficace/ MS D0 observé Bruit de fond + 25 % Bruit de fond standard mH (GeV) L’incertitude sur le Bruit de Fond devrait disparaître avec les données. Par contre, on aura toujours l’incertitude théorique sur l’évaluation de la section efficace.

Systématiques sur la section efficace Différence à peu près comprise. Note CSC La section efficace a été évaluée avec HIGLU (au NLO avec CTEQ6M) et valait 37.6 pb alors que les valeurs les plus récentes (au NNLO avec MSTW2008) sont plutôt de 54 à 55 pb (54/37.6=1.44 plus grand que l’incertitude de 10% prévue). Différence à peu près comprise.

La courbe correspond à l’analyse inclusive. [3] Découverte à 14 TeV La courbe correspond à l’analyse inclusive. [3]

Découverte à 14 TeV On gagne en signification statistique [3] en utilisant soit des variables supplémentaires (comme pT de la paire gamma-gamma, ou cos *) soit des catégories (comme le nombre de jets, les conversions, )

H+ETmiss+ 1l S/B  2 inclusive S/B  .03 H+1j S/B  .08 H+2j S/B  .4 ttH WH inclusive S/B  .03 H+1j S/B  .08 VBF + more jets with gg H H+2j S/B  .4 VBF mainly Gain à priori le plus important par rapport à l’analyse inclusive avec le VBF H+ETmiss S/B  2 ZH WH Pour différents états finaux différents S/B

10 TeV vs 14 TeV Le rapport entre 14TeV et 10TeV pour le nombre des événements de bruit de fond est de 1.45 et de 1.75 pour le signal (à 120 GeV). Donc, pour avoir la même signification statistique à 10 TeV qu’à 14 TeV, il faut une luminosité intégrée plus grande par un facteur de (1.75²/1.45 =2.1 ) Les fonctions de structure (pdf) des q changent moins entre 14 et 10 TeV que celles des g [22]

ATLAS vs CMS L’accord avec l’analyse CMS est ‘raisonnable’ et les principales différences sont comprises et l’on se pose des questions sur le calcul de bruit de fond jet jet dans ATLAS et CMS. La rejection des jets est calculée pour des jets individuels dans ATLAS puis appliquée à des événements dijets en considérant les jets comme non corrélés, alors que dans CMS les dijets sont simulés avec des coupures à la génération pour accroitre le nombre de faux photons (°). Si la méthode de CMS a des biais potentiels à la génération, elle a l’avantage de tenir compte de potentiels corrélations entre les jets. Ces corrélations n’ont sans doute jamais été testées. ?

Discussion sur VBF 2 high pT tag jets at large rapidity no color flow between tag jets  rapidity gap central jet veto effective to reduce backgrounds D.Varouchas Estimer l’efficacité de jet veto à partir d’échantillons de données proches du VBF : Z+jets [15] et plusieurs études dans ATLAS pas complètement convaincantes (voir [16] ) car on ne peut pas facilement trouver un endroit où on a des données SM qui ressemblent au VBF.

Efficacité du jet veto Très efficace pour le ttbar D.Varouchas Très efficace pour le ttbar Z-> + jet moins efficace Problème avec le pile-up: solution possible track jet

ATLAS (G.Aad et al.) arXiv:0901.0512 p 1301

Fragmentation des jets en ° J.Tanaka Fragmentation Différente en ° pour Pythia/Herwig en j/jj C’est important de savoir lequel est le plus correct à utiliser surtout pour l’estimation du bruit de fond dans le canal H->

Comparaison entre HggTotal et De Florian M.Escalier, A-C. Bourgaux, R. Tanaka De Florian (Threshold resummation NNLO+NNLL+EW+ )  Anastasiou (HggTotal NNLO+EW+ ) ?

Comment estimer les systématiques? A-C Bourgaux Comment estimer les systématiques?

Backup

General TeVatron Higgs result: CDF,D0 arXiv:0903.4001v1 [hep-ex] Higgs into gamma gamma result D0 collaboration: D0 Note 5858-CONF http://www.d0.fnal.gov/Run2Physics/WWW/results/prelim/HIGGS/H66/H66.pdf

arXiv:0903.4001

10 TeV vs 14 TeV At 10 TeV, more difficult to create high mass objects... Below about 300 GeV, this suppression is <50% (process dependent ) e.g. tt ~ factor 2 lower cross-section Above ~ 1 TeV the effect is more marked Ratios of cross-sections at 10/14 TeV for processes induced by gg and qq

Etudes dans ATLAS [10,11,12,13] Voir aussi [4] et [14] pour comprendre la difference entre HIGLU et HggTotal(= De Florian + Grazzini)   Pour passer de HIGLU CSC (incluant les corrections electrofaibles et les corrections de top) = 37.6 a  Hggtotal = 54.9 on a (notons qu'on s'est arrete de trop reflechir quand on a trouve la bonne valeur)   37.6  *   .97   (enleve les corrections EW de HIGLU  [3] )  *  1.075  (enleve les corrections de b et d'interference t b              dans HIGLU [11] )  *  1.038  ( passage de CTEQ6M a MSTW08 dans HIGLU [12] )  *  1.17   ( [12] passage de mH a mH/2 dans l'echelle au NLO              ca simule a peu pres l'effet NNLL de [4] )  *  1.17   ( [12] passage de NLO a NNLO )  *   .982  ( corrections b et EW dans [5] ) = 54.7  : tres (trop?) proche  de 54.9

ATLAS (G.Aad et al.) arXiv:0901.0512 p 1300

M.Roeder et al. ATL-PHYS-INT-2008-015

Influence of mRS @ LO linear scale: log scale: @ NLO 27 27

What is the uncertainty on PT(H)? Balazs, Grazzini, Huston, Kulesza,Puljak arXiv:hep-ph/0403052v1 28 28

                                                                                            Figure 1: Reconstruction and identification efficiency of the hadronic tau (a) and the jet-fake rejection efficiency (b) as a function of pT, respectively.

Fake rates Ils sont différents dans les 3 cas : j et jj Herwig et Pythia car les Fragmentations sont différentes J.Tanaka