Efectos de interferencia en la producción del bosón de Higgs en el LHC

• Autores: Fidanza Romani, Nerina Andrea
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Florian, Daniel Enrique de
• Materia: CROMODINAMICA CUANTICA; CALCULOS PERTURBATIVOS; INTERFERENCIA SEÑAL-BACKGROUND; BOSON DE HIGGS; LHC; QUANTUM CHROMODYNAMICS; PERTURBATIVE CALCULATIONS; SIGNAL-BACKGROUND INTERFERENCE; HIGGS BOSON; LHC
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En esta Tesis se estudiaron los efectos de la interferencia entre la se~nal correspondiente aun bosón de Higgs decayendo a dos fotones en el LHC, y su respectivo background continuode QCD. En primer lugar, se completó el cálculo de esta interferencia a orden O(α 2 S) para laproducción inclusiva de un bosón de Higgs, incluyendo los canales de producción qg y qqque representan hasta un 35% de la contribución dominante del subproceso partónico gg. En particular, se estudió el efecto que tiene dicha interferencia en la posición aparente dela resonancia del bosón de Higgs en el espectro de masa invariante de los dos fotones. Luego, se analizó el caso correspondiente a la producción de un bosón de Higgs en asociación con dos jets, un proceso que recibe contribuciones importantes tanto del mecanismode fusión de gluones, como de la fusión de bosones vectoriales. Nuevamente se estudió elcorrimiento del pico de la distribución en masa invariante del par de fotones, encontrandoque este es más peque~no que el de la muestra inclusiva. Debido a esto, y teniendo en cuentaque este corrimiento puede ser utilizado para restringir el ancho total de decaimiento delbosón de Higgs, se propuso utilizar el canal de H(-->ϒϒ) + 2 jets como referencia paramedir el corrimiento en la masa invariante inclusiva. Finalmente se estudió el efecto de la interferencia en el espectro de impulso transversoqT del bosón de Higgs. Para poder proveer predicciones confiables para este observable,y en particular en la región de impulso transverso peque~no, se realizó la denominada resumación de qT , que consiste en la suma a todo orden en teoría de perturbaciones de lascontribuciones dominantes en el límite qT --> 0. Dicha resumación permite la cancelación dedivergencias que de otro modo arruinan la convergencia de las predicciones perturbativaspara el observable mencionado.
In this Thesis we studied the effects of the signal-background interference for the Higgsdiphoton decay channel at the LHC. In the first place, we present a complete O(α 2 S) computation of the interference in theinclusive Higgs production, including the qg and qq production channels, which amount upto 35% of the dominant gg partonic subprocess. In particular, the effects of the interferenceon the position of the resonance peak of the Higgs boson in the diphoton invariant massspectrum was studied. Later, we analized the production of a Higgs boson plus two jets channel, a processwhich receives important contributions, both from the gluon fusion mechanism, as well asfrom the vector boson fusion mechanism. Once again, we studied the apparent shift in theposition of the diphoton invariant mass peak generated by the interference contributions,finding it to be much smaller than the shift in the inclusive sample. For this reason, andconsidering that this shift may be used to measure, or bound, the Higgs decay width, weproposed using this channel as a reference mass for measuring the inclusive mass shift. Finally, we studied the interference effects on the transverse momentum qT spectrum ofthe Higgs boson. In order to provide reliable predictions of this observable, and in particularin the low transverse momentum region, we carried out the so-called qT resummation, whichconsists on summing to all orders in perturbation theory the dominant contributions inthe qT --> 0 limit. This resummation allows the cancellation of divergences which wouldotherwise ruin the convergence of the perturbative predictions for the said observable.
Fil: Fidanza Romani, Nerina Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.