Suche nach dem Higgs-Boson im Zerfallskanal H WW eny e myny my mit dem D0-Detektor

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Suche nach dem Higgs-Boson.rn Dazu wurden die Daten des D0-Experimentes am Fermi National rn Accelerator Laboratory analysiert. Diese stammen ausrn Proton-Antiproton-Kollisionen, welche vom Tevatron-Beschleuniger beirn einer Schwerpunktsenergie von sqrt(s)=1.96 TeV erzeugtrn wurden. Der Datensatz umfasst mit einer integrierten Luminosität vonrn 9.7 fb^-1 den vollen RunII, welcher von April 2002 bisrn September 2011 aufgezeichnet wurde. Die Suche wurde für dreirn unterschiedliche Modelle durchgeführt: Das Standardmodell, einrn fermiophobes Higgs-Modell und ein Modell mit einer viertenrn Fermiongeneration. Zusätzlich wurde der Wirkungsquerschnitt derrn nicht resonanten WW-Produktion gemessen.rnrn Dazu wurden Daten mit einem Elektron, einem Myon und fehlenderrn Transversalenergie im Endzustand untersucht. Dieser Endzustand wirdrn beim Zerfall eines Higgs-Bosons in zwei W-Bosonen mit anschließendemrn Zerfall in ein Elektron, ein Myon und zwei Neutrinos erwartet undrn weist die größte Sensitivität für die Suche am Tevatron auf.rnrn Weder für das Standardmodell noch für die erweiterten Modelle konntern ein Hinweis auf ein Higgs-Signal gefunden werden. Deshalb wurdenrn obere Grenzen auf den Produktionswirkungsquerschnitt für diern einzelnen Modelle bestimmt. Die oberen Grenzen für Higgs-Bosonen imrn Rahmen des Standardmodells reichen von 28*sigma_SM für einrn Higgs-Boson mit einer Masse von 100 GeV bis zu einemrn Ausschluss des Standardmodell-Higgs-Bosons im Bereich zwischen 160rn und 167 GeV mit 95% Vertrauensniveau. Damit ist der inrn dieser Arbeit beschriebene Kanal der einzige Kanal amrn D0-Experiment, welcher eine ausreichend hohe Sensitivität erreicht,rn um allein ein Higgs-Boson im hohen Massenbereich auszuschließen. Fürrn ein Higgs-Boson mit 125 GeV Masse sind die Ergebnisse sowohlrn mit der Signal+Untergrund- als auch mit der Untergrund-Hypothesern kompatibel. rn Im Rahmen des fermiophoben Higgs-Modells wurden oberen Grenzenrn zwischen 2*sigma_FHM und 4*sigma_FHM imrn Massenbereich zwischen 100 und 170 GeV bestimmt. Für diern betrachteten Modelle mit einer vierten Fermiongeneration konnte einrn Higgs-Boson in einem weiten Massenbereich zwischen 135 undrn 220 GeV mit 95% Vertrauensniveau ausgeschlossen werden.rnrn Die Messung des Wirkungsquerschnitts der nicht-resonantenrn WW-Produktion ist die genaueste Messung fürrn sqrt(s)=1.96 TeV. Der gemessene Wirkungsquerschnitt beträgtrn sigma_ppbar->WW^em=11.1 +- 0.6 (stat.) +- 0.6 (syst.) pbrn und bestätigt damit die theoretische NLO-Vorhersage im Rahmen ihrerrn Unsicherheiten.rn

Combination of Tevatron Searches for the Standard Model Higgs Boson in the W+W- Decay Mode

We combine searches by the CDF and D0 collaborations for a Higgs boson decaying to W+W-. The data correspond to an integrated total luminosity of 4.8 (CDF) and 5.4 (D0) fb-1 of p-pbar collisions at sqrt{s}=1.96 TeV at the Fermilab Tevatron collider. No excess is observed above background expectation, and resulting limits on Higgs boson production exclude a standard-model Higgs boson in the mass range 162-166 GeV at the 95% C.L.

Combined Tevatron upper limit on gg->H->W+W- and constraints on the Higgs boson mass in fourth-generation fermion models

We combine results from searches by the CDF and D0 collaborations for a standard model Higgs boson (H) in the process gg->H->W+W- in p=pbar collisions at the Fermilab Tevatron Collider at sqrt{s}=1.96 TeV. With 4.8 fb-1 of integrated luminosity analyzed at CDF and 5.4 fb-1 at D0, the 95% Confidence Level upper limit on \sigma(gg->H) x B(H->W+W-) is 1.75 pb at m_H=120 GeV, 0.38 pb at m_H=165 GeV, and 0.83 pb at m_H=200 GeV. Assuming the presence of a fourth sequential generation of fermions with large masses, we exclude at the 95% Confidence Level a standard-model-like Higgs boson with a mass between 131 and 204 GeV.

The Tevatron Higgs exclusion limits and theoretical uncertainties: A critical appraisal

We examine the exclusion limits set by the CDF and D0 experiments on the Standard Model Higgs boson mass from their searches at the Tevatron in the light of large theoretical uncertainties on the signal and background cross sections. We show that when these uncertainties are consistently taken into account, the sensitivity of the experiments becomes significantly lower and the currently excluded mass range M-H = 158-175 GeV could be entirely reopened. The necessary luminosity required to recover the current sensitivity is found to be a factor of two higher than the present one. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Limits on anomalous couplings from Higgs boson production at the Tevatron

We estimate the attainable limits on the coefficients of dimension-6 operators from the analysis of Higgs boson phenomenology, in the framework of a SUL(2) x U-Y(1) gauge-invariant effective Lagrangian. Our results, based on the data sample already collected by the collaborations at Fermilab Tevatron, show that the coefficients of Higgs-vector boson couplings can be determined with unprecedented accuracy. Assuming that the coefficients of all blind operators are of the same magnitude, we are also able to impose more restrictive bounds on the anomalous vector-boson triple couplings than the present limit from double gauge boson production at the Tevatron collider.

Combination of Tevatron Searches for the Standard Model Higgs Boson in the W+W- Decay Mode

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Combined Tevatron upper limit on gg -> H -> W+W- and constraints on the Higgs boson mass in fourth-generation fermion models

We combine results from searches by the CDF and D0 collaborations for a standard model Higgs boson (H) in the process gg -> H -> W+W- in p (p) over bar collisions at the Fermilab Tevatron Collider at root s = 1.96 TeV. With 4.8 fb(-1) of integrated luminosity analyzed at CDF and 5.4 fb(-1) at D0, the 95% confidence level upper limit on sigma(gg -> H) x B(H -> W+W-) is 1.75 pb at m(H) = 120 GeV, 0.38 pb at m(H) = 165 GeV, and 0.83 pb at m(H) = 200 GeV. Assuming the presence of a fourth sequential generation of fermions with large masses, we exclude at the 95% confidence level a standard-model-like Higgs boson with a mass between 131 and 204 GeV.

Limits on anomalous couplings from higgs boson production at the fermilab tevatron collider

We estimate the attainable limits on the coefficients of dimension-6 operators from the analysis of Higgs boson phenomenology, in the framework of a SU L(2) × U y(1) gauge-invariant effective Lagrangian. Our results, based on the data sample already collected by the collaborations at Fermilab Tevatron, show that the coefficients of Higgs-vector boson couplings can be determined with unprecedented accuracy. Assuming that the coefficients of all blind operators are of the same magnitude, we are also able to impose mere restrictive bounds on the anomalous vector-boson triple couplings than the present limit from double gauge boson production at the Tevatron collider.

Testing anomalous Higgs couplings in triple photon production at the Tevatron collider

We derive bounds on Higgs and gauge-boson anomalous interactions using the CDF data for the process pp̄ → γγγ + X. We use a linearly realized SU L(2) X U Y(1) invariant effective Lagrangian to describe the bosonic sector of the Standard Model, keeping the fermionic couplings unchanged. All dimension-six operators that lead to anomalous Higgs interactions involving γ and Z are considered. We also show the sensitivity that can be achieved for these couplings at Fermilab Tevatron upgrades. © 1998 Published by Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Suche nach einem leichten Higgs-Boson im Kanal WH ev e bb in pp-Kollisionen bei s=1.96 TeV am DO-Detektor des Tevatron

Eine wichtige Komponente des Standardmodells der Teilchenphysik bildet der Higgs-Mechanismus, der benötigt wird um den vom Standardmodell beschriebenen Teilchen Masse zu verleihen. Dieser Mechanismus beinhaltet jedoch ein weiteres schweres Elementarteilchen das bislang noch nich beobachtet werden konnte. Die Suche nach diesem Teilchen ist eines Hauptziele der derzeitigen Forschung an Teilchenbeschleunigern. Diese Arbeit untersucht die vom D0-Detektor am Tevatron des Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) aufgezeichneten Daten von ppbar-Kollisionen bei einer Schwerpunktsenergie von sqrt{s}=1.96 TeV, um im Kanal WH -> enu bb nach einem leichten Higgs-Boson zu suchen. Darüber hinaus wird der Produktionswirkungsquerschnitt der Wbb-Produktion ermittelt. Für die Analyse stand eine integrierte Luminosität von L=255pb^{-1} zur Verfügung. Zur Selektion dieser Prozesse, werden Ereignisse ausgewählt, die Elektronen und fehlenden Transversalimpuls enthalten, sowie mindestens zwei Jets, die sich als b-Jets identifizieren lassen. Um eine effiziente Selektion zu erhalten, wurden Schnitte auf verschiedene Kenngrößen entwickelt, getestet und optimiert. Aus den selektierten Ereignissen wird der Wbb-Wirkungsquerschnitt ermittelt, der für Ereignisse angegeben wird, in denen die b-Quarks p_T>8 GeV und |eta|<3 erfüllen. Der unter Berücksichtigung des Verzweigungsverhältnisses BR(W->enu)=0.108 errechnete Wert ist sigma(Wbb)=21.8 pb (+15.5; -20.0 pb(sys+stat)). Wegen der geringen Signifikanz der Messung von etwa 1.2sigma wurden die Ereigniszahlen auch zur Berechnung einer oberen Grenze auf den Wirkungsquerschnitt verwendet, die sich bei einem Konfidenzniveau von 95% zu sigma^95(Wbb)=60.9pb ergibt. Ebenso wurden Grenzen auf den WH-Produktionswirkungsquerschnitt ermittelt. Dafür wurde die statistische Methode von Feldman und Cousins angewandt, nachdem sie nach den Vorschlägen von Conrad et al. erweitert worden war, um systematische Unsicherheiten zu berücksichtigen. Für ein Standardmodell Higgs-Boson der Masse 115 GeV kann eine obere Grenze auf den Produktionswirkungsquerschnitt von sigma^{95} (WH)=12.2pb angegeben werden. Für höhere Massen bis 135 GeV werden ähnliche Grenzen ermittelt.

Search for Higgs bosons predicted in two-Higgs-doublet models via decays to tau lepton pairs in 1.96 TeV proton-antiproton collisions

We present the results of a search for Higgs bosons predicted in two-Higgs-doublet models, in the case where the Higgs bosons decay to tau lepton pairs, using 1.8 inverse fb of integrated luminosity of proton-antiproton collisions recorded by the CDF II experiment at the Fermilab Tevatron. Studying the observed mass distribution in events where one or both tau leptons decay leptonically, no evidence for a Higgs boson signal is observed. The result is used to infer exclusion limits in the two-dimensional parameter space of tan beta versus m(A).

Search for Higgs bosons predicted in two-Higgs-doublet models via decays to tau lepton pairs in 1.96 TeV proton-antiproton collisions

We present the results of a search for Higgs bosons predicted in two-Higgs-doublet models, in the case where the Higgs bosons decay to tau lepton pairs, using 1.8 inverse fb of integrated luminosity of proton-antiproton collisions recorded by the CDF II experiment at the Fermilab Tevatron. Studying the observed mass distribution in events where one or both tau leptons decay leptonically, no evidence for a Higgs boson signal is observed. The result is used to infer exclusion limits in the two-dimensional parameter space of tan beta versus m(A).

Search for the Higgs boson produced in association with Z→ℓ+ℓ- using the matrix element method at CDF II

We present a search for associated production of the standard model (SM) Higgs boson and a $Z$ boson where the $Z$ boson decays to two leptons and the Higgs decays to a pair of $b$ quarks in $p\bar{p}$ collisions at the Fermilab Tevatron. We use event probabilities based on SM matrix elements to construct a likelihood function of the Higgs content of the data sample. In a CDF data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.7 fb$^{-1}$ we see no evidence of a Higgs boson with a mass between 100 GeV$/c^2$ and 150 GeV$/c^2$. We set 95% confidence level (C.L.) upper limits on the cross-section for $ZH$ production as a function of the Higgs boson mass $m_H$; the limit is 8.2 times the SM prediction at $m_H = 115$ GeV$/c^2$.

Search for the associated production of the standard-model Higgs boson in the all-hadronic channel

"We report on a search for the standard-model Higgs boson in pp collisions at s=1.96 TeV using an integrated luminosity of 2.0 fb(-1). We look for production of the Higgs boson decaying to a pair of bottom quarks in association with a vector boson V (W or Z) decaying to quarks, resulting in a four-jet final state. Two of the jets are required to have secondary vertices consistent with B-hadron decays. We set the first 95% confidence level upper limit on the VH production cross section with V(-> qq/qq('))H(-> bb) decay for Higgs boson masses of 100-150 GeV/c(2) using data from run II at the Fermilab Tevatron. For m(H)=120 GeV/c(2), we exclude cross sections larger than 38 times the standard-model prediction."