宇宙史拠点実習Ⅰ　報告

Sensitivity study of H→WW→lvjj search

with 2.8fb-1 data

200820454　佐野正人高エネルギー原子核実験室

• H→WW→lvjj における Higgs search　メリット• MH>135GeV であれば WW への BR が最も高い• H→WW→lvlv の３倍の生成率• Mssing Et を解くことが出来る。

デメリット• Signal に対する BKGD が多い。• 特に、 MC で再現できない

QCD 過程の BKGD がとても多い⇒ 　 DATA と MC 両方を用いた

BKGD estimation が重要

• DATA を再現する BKGD を見積もることで、Higgs の cross section の Limit を見積もる。今回は pre-tag での解析を行った。

Introduction

Data set & Event selectionDATA SET• Data

• Tight lepton sample at 2.8fb-1

• Signal• hww170 (MC)(MH=170GeV とした Higgs MC event)

• BKGD• W+jets (MC)

» ev + >=2parton» μv + >=2parton» τv + >=2parton

• Electro weak (MC)» WW / ZZ / WZ» ttbar» single top

• nonW(QCD)(DATA)» Anti-electron sample

eID されそうになったハドロンを用いてBKGD の nonW 成分を見積もる

Event selectionH→WW→lvjj

• eID :PT lepton >20GeV

• jetID:PT jet>15GeV

• Exact 1 lepton & 2jets• MTWlv >20GeV• Missig Et>30GeV

MC sample は Data に Scale する

Result : Fitting result• Tight lepton sample を MC sample と anti-el

ectron 　 sample で Fitting することで、 BKGD に対する nonW の寄与を見積もる。– Fitting には nonW と Wjets の shape の

違いが顕著な Missing Et 分布を用いた。– Free parameter : nonW 、 Wjets の fraction– Fixed parameter : ELWK fraction

( 断面積が良く理解されているため )

• Fitting 結果 ： 右図。• nonQCD の BKGD を減らすために、 M

et>30GeV のカットをかけた。各プロセスに対する Fraction

– nonW : 42.5%±0.6%– Wjets : 53.8%±0.5%– ELWK : 3.7%– χ2/ndf = 307/497=0.620

Cut

MEt>30GeV

–nonW : 2.9%±0.6%–Wjets : 90.9%±0.5%–ELWK : 7.0%MET>30GeV

Result : Check of fitting

MEt>30GeV Cut

Result : Likelihood distribution• MWjj 、 ΔR 、 Mh 　の分布から求まるそれぞれの Log Likelihood を combin

e し、 Higgs event と BKGD の Separation をおこなった。

• Likelihood discriminant 　を構築し、 Higgs search の sensitivity を見積もる。

Combine

Sensitivity Estimation

• 測定事象数が Poisson 分布に従うと考える .• 見積もったシグナル数を S 、 BKGD 数を B とすると、• the likelihood for higgs production cross section is:

– L(S,B) = P(S+B, AL– P(n,) : Poisson dist. with center value .– N = – A : シグナルに対する解析の acceptance– L : Luminosity

dABSP max

0),( L

nonW Wjets EWK hww170 data

Mt>20GeV 29250 36598 2539 42.7 68676

MET>30GeV 218 24310 1904 30.4 26661

LH>15.1 24 3022 264 16.3 6556

Result : upper limit of σH

• Discriminant に対する cut を optimize した。– Cut on LH discriminant 15.1

• confidence level=95%– L=2.8fb-1 での見積もり– σU.L=3.77pb 　 (σS.M.=0.357pb)– σU.L/σS.M.=10.5

• Tevatron 　での重い Higgs 粒子探索で、最も有利な H→WW→lvlv のモードの最新結果。（ 3.0fb-1 ） σU.L/σS.M.=1.92

• H→WW→lvjj 　モードの Higgs 探索ポテンシャルを研究し、 cross sectionに考慮すべき BKGD process を全て見積もった。– σU.L/σS.M.=10.5 at 2.8fb-1 　 (H→WW→lvlv : σU.L/σS.M.=1.92 at 3.0fb-1)– Upper Limit を見積もった。

• 今回は、 pre-tag での解析を行ったが、 c-tag することで更に BKGD を減らすことができる。

Summary

Jet 　 probability mis-tag rate

backup

• Electron ID– Had/Em Et Pt Z0 E/p Isolation Lshr CESΔX CESΔZ