Caracterización de fondos en la desintegración del bosón de Higgs

Abstract

En este trabajo se ha realizado un estudio basado en simulaciones de Monte Carlo de colisiones protón-protón a la energía de centro de masas de 13 TeV, correspondientes a la toma de datos de CMS del a˜no 2018. Se han considerado como señal (S) del análisis tanto la producción del bosón de Higgs como la producción de dos bosones W, considerándose el resto de procesos físicos como fondo o contaminación (B). Son múltiples los procesos físicos que contaminan este análisis, sucesos que en su mayoría se pueden estimar por simulaciones de Monte Carlo. Un proceso diferente, estudiado con detalle en este trabajo, es el fondo instrumental llamado Fake, formado por una identificación errónea de electrones o muones. El objetivo principal de este estudio es maximizar la figura de mérito S/ √ S + B, inicialmente en un valor de 59.5. Este análisis ha conseguido aumentar la figura de mérito hasta un valor de 61.5, reduciendo además el fondo Fake en un 43% y manteniendo el 95% de la señal (Higgs y WW).

This paper presents a study based on Monte Carlo simulations of proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to the CMS data acquisition of the year 2018. Both the production of the Higgs boson and the production of two W bosons have been considered as the signal (S) of the analysis, and the rest of the physical processes are considered as background or contamination (B). There are many physical processes that contaminate this analysis, most of which can be estimated by Monte Carlo simulations. Another process studied in detail in this work is the so-called instrumental Fake background, which is formed by a misidentification of electrons or muons. The main objective of this study was to maximise the figure of merit S/ √ S + B, initially at a value of 59.5. This analysis has succeeded in increasing the figure of merit to a value of 61.5, while reducing the background Fake by 43% and maintaining 95% of the signal (Higgs and WW).