LHCでのヒッグス研究の最新結果
増渕達也
東京大学 素粒子物理国際研究センター
基研研究会 素粒子物理学の進展2017

2017/7/31

目次• イントロ• LHCの状況• ボソニック崩壊チャンネル(精密測定)• フェルミオン崩壊/生成(探索) ττ/bb decay
 ttH production• Rare decay, BSM Higgs Search

素粒子物理学の進展2017

 質量測定 Coupling Differential cross section measurement22017/7/31

LHC Higgs Run1 Achievement• 発見から精密測定へ

ATLAS : μ= 1.20*'.(+&'.()*'.()CMS : μ= 0.97&'.(.
ATLAS+CMS μ= 1.09*'.((&'.('Spin/Parity : SM 0+と無矛盾

VBF 5.4σ(Exp. 4.6σ）
VH 3.5σ(Exp. 4.2σ)
ttH 4.4σ(Exp. 2.0σ)
Hàττ 5.5σ (Exp 5.0σ)
Hàbb 2.6σ(Exp. 3.7σ)

素粒子物理学の進展2017

質量測定精度 ~0.2%(統計誤差が支配的)

3

2017/7/31

LHC Higgs Run1 Achievement

Aàττ (high tanβに感度)
mA>800 GeV (tanβ ~40)
mA>500 GeV (tanβ ~20)

hh resonance探索

LFV Higgs探索
Hàμτ : 2.4σ
BR(Hàμτ) 0.84*'..2&'..1 %Run1でBSMヒッグスの有意な証拠は見つからず。。。

素粒子物理学の進展2017• 重いヒッグスの直接探索, Anomorous coupling42017/7/31

LHC Run2 (2015-2017) Status
2017• Run2 2015+2016ラン : 13TeVで約43fb-1のデータを取得(Good Run ~36fb-1)• 2017ランは順調にスタート

13TeVデータを取得中(~9.2fb-1)• 最高瞬間ルミノシティー : 1.7×1034cm-2s-1 (すでに2016年から20%向上)• 実験的には大きなアップグレード前の2018年までが１

 すでに瞬間ルミノシティーは設計値(1×1034cm-2s-1)を大きく超えている 2016 : Pile up <μ> = ~25
 2017 : Pile up <μ> ~33(現在) , μmax = 51
• トリガー、Particle-ID/tagに厳しい環境だが、ATLASは順調にデータを取得
 2016 : 93-95%
2017 : ~91%

2017

素粒子物理学の進展2017

つの正念場

5

MET trigger algorithmをPile-upに強く

b-tagging efficiency scale factor
ttbarを使ってefficiencyを較正
data/MC, pile-up依存性をよく理解出来ている
ttH, VHàbbの解析に重要

素粒子物理学の進展2017

2016 : Calibrateしたhadronic jet (missingHT)+pile-up subtractionから計算
2017 : pile-upとhard scatterのカロリメータータワーからpile-up由来のタワーを”推定”してMETを補正

2017/7/31

Key Performances for Higgs analysis

èPile-up依存性を低減(なるべく低い閾値を保つ)

6• ヒッグスの崩壊分岐比

Process

ggF

VBF

WH

ZH

ttH

Decaybb

WW

ττ

ZZ

X-sec(pb)

49pb

3.8pb

1.34pb0.88pb

0.51pb

BR

58%

21%

6.2%

2.6%

γγ

Zγ

μμcc

0.23%

0.15%

0.022%

2.9%

ggF : N3LO QCD+NLO EW
X-sec(13TeV/8TeV) ~2-2.5
ttH ~4 higher è Run2 13TeVで感度向上

素粒子物理学の進展2017• LHCでのヒッグス生成断面積

2017/7/31

Run2 Higgs Physics Strategy

7I.

Higgsの物理は精密測定の時代へ

2017/7/31

Run2 Higgs Physics Strategy
 発見したヒッグスボソン(mh~125 GeV)の精密測定から新物理を探る

次のスカラー粒子・新物理を直接探索

Property Measurement• Mass, Width• Spin/Parity• Coupling• Rare Decay/ProductionSearch

Higgs Sector

BSM direct search• Heavy Higgs search• Light Higgs search• Invisible higgs• Anomorous coupling• ....

“A” Higgs boson (125 GeV)
5歳
主にRun2,2016年までのフルデータ(~35fb-1)を使った精密測定・探索結果にフォーカスして報告する

素粒子物理学の進展2017

II.

82017/7/31
素粒子物理学の進展2017

Higgs Bosonic Decay mode9

2017/7/31

HàZZà4l analysis Overview

Expected Signal~54events(Run1 ~16events)

Event Selection• 4l (4e,4μ, 2e2μ)• Z/Z* mass selection
生成過程で分類分け
I. ttH (b-jetを要求)
II. VH (leptonを要求)
III. VBF (高いmjjを要求)
IV. ggF(0,1 jet)
各カテゴリーごとにBDT, MED
で背景事象を分離

Expected Signal~57events(Run1 ~17events)

素粒子物理学の進展2017• ヒッグス粒子精密測定のGolden Channel : 終状態に4つのレプトン
 背景事象がかなり少ない S/B >2
 高分解能(σ(mH)~1-2%)でヒッグスの質量再構成が可能, ヒッグスの崩壊生成物がすべて観測可能
 統計が少ない BR(HàZZà4l)~0.01%

10

2017/7/31

Hàγγ analysis Overview• ２光子の質量ピークが観測可能

Expected Signal~1700 events(Run1 ~470 events)

Event Selection• 2 photon
ET/mγγ>0.35(0.25)• NN-base primary vertex
selection
生成過程で分類分け
I. tH, ttH (b-jetを要求)
II. VH (lepton, METを要求)
III. VBF (高いmjjを要求)
IV. ggF(0,1 jet,2jets), pTγγで場合分け
BDTで背景事象を分離(VBF,ttH)

Expected Signal~1900 events

素粒子物理学の進展2017

 高い質量分解能 (1-2%)
 背景事象は質量のside-bandから外挿(MCに依存しない)
 信号の統計は比較的多い BR(Hàγγ)~0.2%11

HàZZà4l∗

66
𝑚5= 124.88 ± 0.37 𝑠𝑡𝑎𝑡 ± 0.05 𝑠𝑦𝑠𝑡 GeV
Leading systeamtic source :Muon momentum scale (40 MeV)
まだ統計誤差が支配的

Hàγγチャンネルで質量測定
Hàγγ??

𝑚5 = 125.11 ± 0.21 𝑠𝑡𝑎𝑡 ± 0.36 𝑠𝑦𝑠𝑡 GeV
Leading systeamtic source :LAr cell non-linearly, layer calibration (~200 MeV)
すでに系統誤差が支配的

素粒子物理学の進展2017• 質量分解能が良いHàZZà4l,

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Higgs 質量精密測定122017/7/31

Higgs 質量精密測定• ZZà4l, γγでコンビネーション

124.98±0.28GeV (Run1 ATLAS 125.36±0.41 GeV)

CMS (ZZà4lのみ)
3D fit : 21%分解能を改善
125.26±0.20(stat)±0.08(syst) GeV±0.21(tot) GeV (World best)

素粒子物理学の進展2017

0.4σでmZZ, mγγ一致

13

2017/7/31

Total Cross Section Measurement
HàZZ
68.0*((.)&('.) pb
Hàγγ
47.9*2.(&A.B pb
Combined (ZZ,γγ)*).'
57.0*B.'(stat)&... 𝑠𝑦𝑠𝑡 pb&+.2
SM Prediction
55.6*H.)&..) pb

素粒子物理学の進展2017• Inclusive mγγ, m4l distirubtionから計算

14

2017/7/31

Differential Cross Section(ZZà4l, γγ)• pTH(4l or γγ) : 摂動QCD計算に感度

 重い新粒子がloopに入る寄与àhigh pTで分布がズレる bottom/charmの寄与àlow pTにズレ

ZZà4l

素粒子物理学の進展2017

Hàγγp-value 25%

p-value 51%

15

2017/7/31

Differential Cross Section(ZZà4l, γγ)• Number of jets : 生成過程の組成, Gluon emissionに感度

素粒子物理学の進展2017• mjj : VBF生成過程に感度 (p-value 1.9-3.6%)16

2017/7/31

Cross Section Measurement(γγ, ZZà4l)• Hàγγ, HàZZà4l事象を生成過程のkinematicsでカテゴリー分け

素粒子物理学の進展2017

 統計が少ないのでVH, ttHは感度なし

VBFがSM予想よりも高め, ggFはドンピシャ

VBFはγγ、ZZともに高め (p-value 3%)
è今後高統計で精度が向上する

17• κ framework

2017/7/31

Coupling Measurement (γγ, ZZà4l)
H PQ𝜅Γ
PQ R R

𝜎 𝑖 → 𝐻 → 𝑓 = 𝜅OH 𝜎O*𝟎.𝟎𝟗
𝜿𝒈 , 𝜿𝜸 = (𝟏. 𝟎𝟖*𝟎.𝟏𝟏&𝟎.𝟏𝟎 , 𝟎. 𝟗𝟑&𝟎.𝟎𝟖 )素粒子物理学の進展2017*𝟎.𝟐𝟎
𝜿𝑽 , 𝜿𝒇 = (𝟏. 𝟎𝟑*𝟎.𝟎𝟔&𝟎.𝟎𝟔 , 𝟎. 𝟖𝟗&𝟎.𝟏𝟓 )H PQ
𝜅5Γ5Hàγγ, HàZZ Combinationでは有意なズレは観測されていないè他のチャンネルもすべてコンバイン (秋-冬に公表予定)

18

2017/7/31
素粒子物理学の進展2017

Higgs Fermionic Decay/production
mode

19

2017/7/31

Hàbb探索• Run1 ATLAS+CMS : 2.6σ (exp. 3.7σ)• Run2 2016年までのデータ(36.1fb-1)でHàbb崩壊モードの探索

 Vの崩壊モードによって0,1,2 leptonに分類して最適化
0 lepton
1 lepton

2 lepton

WZ

Z

High-MET(pTZ)
MJ veto (e.g. minΔΦ(MET,jet))Categorization

0leptonNb-jetHigh-pTW
High-MET (MJ rejection)
1leptonSame-flavor lepton pair (ee or μμ)
Z mass selection (81<mll<101)

2lepton2 b-taggjed jets

pTV

pTZ>150 GeV

pTW>150 GeV 75<pTZ<150, pTZ>150 GeV

Njets

2,3jets

2,3jets

2,≧3jets

Main Background• W+jets, Z+jets• top (ttbar, single top)
• multi-jet• diboson

素粒子物理学の進展2017• QCD(Multi-Jet)の背景事情が膨大 (ggF, VBFは困難) è VHが有望

20

2017/7/31

Hàbb探索• 背景事象との分離能力を高めるためにMulti-variate analysis(BDT)を使う

1 lepton

2 lepton

2 lepton
0 lepton

1 lepton

素粒子物理学の進展2017

0 lepton21

2017/7/31

Hàbb探索• 統計解析後のBDT分布 (最も発見感度が高い, pTV>150 GeV, 2 b-tag信号領域)

 8信号領域と背景事象を見積もるための6コントロール領域(W+jets, top)を同時フィットする BDTを使うことでmbbのみよりも感度が10-20%向上
1 lepton

2 lepton

素粒子物理学の進展2017

0 lepton

信号領域に有意なデータの超過を観測

22

2017/7/31“First” Evidence for Hàbb

素粒子物理学の進展2017• Run1(4.7fb-1+20.3fb-1)+Run2(36.1fb-1) combination

Observed significance 3.6σ(Expected 4.0σ)

23

2017/7/31

Evidence for Hàbb
• BDTはmbbもインプットに使っているためmbbを直接観測できない• mbbをフィットする解析でHàbbの信号も観測

Run2 only

Observed significance 3.5σ
(Expected 2.8σ)

素粒子物理学の進展2017*𝟎.𝟑𝟕
𝝁𝑽𝑯 𝒎𝒃𝒃 = 𝟏. 𝟑𝟎*𝟎.𝟐𝟖&𝟎.𝟐𝟕 (𝒔𝒕𝒂𝒕)&𝟎.𝟐𝟗 (𝒔𝒚𝒔𝒕)*𝟎.𝟑𝟒
𝝁𝑽𝑯 𝑴𝑽𝑨 = 𝟏. 𝟐𝟎*𝟎.𝟐𝟒(𝒔𝒕𝒂𝒕)&𝟎.𝟐𝟑&𝟎.𝟐𝟖 (𝒔𝒚𝒔𝒕)

24

2017/7/31

Inclusive Hàbb探索• boosted Hàbbを使ったinclusive探索

ZàbbHàbb

Zàbb results
observed significance 5.1σ (exp. 5.8σ)
𝜇6 = 0.78*'.H.
&'.(2Hàbb results
observed significance 1.5σ (exp. 0.7σ)
𝜇5 = 2.3*(.A&(.B

素粒子物理学の進展2017

 High-pT(H) > 450 GeV
 fat-jetの中に２つのb-hadronがいることを要求(Hàbb eff 33%, QCD jet rejection 1/100)

25

2017/7/31

Hàττ Observation (Run2)• Yτの直接測定• Categorization (eτh, μτh, τhτh, eμ)×(0jet, boosted pT(ττ), VBF)

VBF cateogry (τhτh) : 最高感度mττ vs mjj

素粒子物理学の進展2017

Boosted cateogry (τhτh)mττ vs pT(ττ)

26• Observed significance 4.9σ

2017/7/31

Hàττ Observation(5.9σ with Run1)

素粒子物理学の進展2017• μ=1.06+0.25-0.24(Run2)

27

• Ytの直接探索が可能• 13TeVでttHの断面積は4倍!!
• 終状態にleptonを含む(WW, ZZのdecay)

2017/7/31

Search for ttH (multi-lepton)
Same-sign 2 lepton channel• 2つのleptonが同電荷を持つ (ee, μμ, eμ)• 4本以上のジェット• 2 b-tagged jets (tight or loose)

4 lepton channel• 4つのlepton• 2本以上のジェット• 2 b-tagged jets

Dominant backgrounds• ttW/ttZ : MC• non-prompt (ttbar) : data-driven• Diboson : MC2つのBDT (ttH vs ttbar, ttW/Z)
でして主要背景事象を分ける

素粒子物理学の進展2017

3 lepton channel• 3つのlepton• 2本以上のジェット• 2 b-tagged jets (tight or loose)28

2017/7/31

Search for ttH (multi-lepton)• Run1+Run2 combination

素粒子物理学の進展2017

*'..
*'.)
 𝜇 = 1.5*'.+(𝑡𝑜𝑡)=1.5(𝑠𝑡𝑎𝑡)&'..
&'.) (𝑠𝑦𝑠𝑡) ç すでに系統誤差が支配的&'.+Observed significance 3.3σ (exp. 2.5σ)

29

2017/7/31

Summary of ttH search
ttH CMS

Datasensitivity

μbb

12.9fb-1--0.19±0.8

multi-lepton

Full 2015+2016+Run1

3.3σ (exp. 2.5σ)

1.5±0.5

ττ

Ful 2015+2016

1.4σ (exp. 1.8σ)

0.72+0.62-0.53

γγ

Full 2015+2016

3.3σ (exp. 1.5σ)

2.2+0.9-0.8

ttH ATLAS

Data

sensitivity

μbb

13.2fb-1-2.1+1.0-0.9

multi-lepton, ττ

13.2fb-12.2σ (exp. 1.3σ)

2.5±0.7+1.1-0.9

γγ

Full 2015+2016

1.0σ (exp. 1.8σ)

0.5+0.6-0.6

全体的にμが高めに出ている（系統誤差が大きい)
2015+2016のFull dataの結果がもうすぐ出揃う
è 全チャンネルをコンバインしてATLAS,CMSともに(Expected) 3σは超えるはずè 5σに到達するためには系統誤差を抑える必要あり(主にbackground由来)

素粒子物理学の進展2017• Ytの直接探索は難しい。。。（実験屋の腕の見せ所）

30

2017/7/31
素粒子物理学の進展2017

Higgs rare decay
Di-Higgs, BSM Higgs search312017/7/31

Search for Hàμμ
• Yμ(2nd generation)の直接探索 BR(Hàμμ) ~0.02% : 信号はかなり少ない

 mμμ質量ピーク(σ(mH)~2-3%)をとして観測

pTμμ > 50 GeV
ημ : central

VBF (tight)

Run1+Run2 combination
95% C.L. upper limit
Observed 2.8×SM(Expected 2.9×SM)
統計のみの改善でRun3(~300fb-1)までに3σいけるか。。。(ATLAS+CMS)

素粒子物理学の進展2017• VBF (BDT high/low score), ggF(pTμμ,ημ)でカテゴリー分け32SMhhh*/X
yｔ

2017/7/31

Higgs対生成探索
yｔ

λHHHyｔhh• Non-resonant (anomoros couplint), resonant HH探索

Non-resonant HH探索 : ggF box, triangleの干渉でBSMだと(κλ=λHHH/λHHHSM≠1)cross sectionが増減• SM σ(ggFàHH) = 33fb (NNLO+NNLL) @13 TeV• 生成断面積はかなり低い

übb(BR=58%)で断面積を稼ぐ
üγγ, ττ (bb, WW)で背景事象を落とすè王道Decaybbγγ

ττbb4b (34%)γγ

bbγγ (0.27%)4γ(0.0005%)ττbbττ (7.2%)ττγγ(2.9%)

4ττ(0.4%)

WWbbWW (24%)γγWW(0.1%)ττWW(2.6%)

WW

素粒子物理学の進展2017

Resonant HH探索 : 2HDM, WED...

33

４W(4.4%)2017/7/31• HHàbbττ• HHàγγbb（現在最高感度)

棄却

HHàγγbb upper limit
3.67-0.26fb

Upper limit 19.2×SM
Anomous coupling (κt=1)-8.82> κλ , κλ > 15.04
は棄却

棄却

HHàττbb upper limit
5.5-550fb

Upper limit 30×SM
Anomous coupling (κt=1)-18> κλ , κλ > 26は棄却

素粒子物理学の進展2017

Higgs対生成探索

34

2017/7/31

A/Hàττ BSM Search• hMSSM scinaro (gluon fusion+b-associated production)• Decay mode (τlepτhad, τhadτhad)×Number of b-tag (>=1 b-tag, 0 b-tag)b-veto(ggF)

b-tag(bbΦ)

tanβ<15(mA=1.0TeV)

tanβ<45(mA=1.5TeV)
素粒子物理学の進展2017

Excluded35

• Run1に観測されたExcess Br(Hàμτ)=0.84%をRun2でチェック

2017/7/31

LFV Higgs探索

Obs limit(%)

Best fit BR (%)

Limit on Yukawa

Hàμτ<0.25%

0.00±0.12%<1.43×10-3

Hàeτ

0.61%

0.30±0.18%<2.26×10-3

Run1のExcessは確認されず0と無矛盾

素粒子物理学の進展2017• BDTを使って解析感度を改善

36

2017/7/31

Summary• Hàγγ, ZZà4l 精密測定

 SMからの有意なズレはまだ観測できず è 微分断面積などさらに高統計が必要• Hàbb, ττ, ttH

 HàbbがATLASで初観測 3.6σ
 ttH(multi-lepton) : 3.3σ è 今後Cross sectionやCouplingの精密測定の時代へ
 新物理の兆候は見えず。。。 (Diboson, γγ, Invisible 探索)は寺師さんのトーク• Run2(2018)で>120fb-1の物理データが貯まる予定

ATLAS : https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/AtlasPublic/HiggsPublicResults
CMS : http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/

素粒子物理学の進展2017• BSM直接探索

37

素粒子物理学の進展2017

Back up38

2017/7/31

 Calibrate with Z(J/ψ)àμμ momentum scale 0.1-0.5%
 momentum resolution 1-2% (barrel),10%(foward) Total uncertainty ~20MeV for Zàμμ

• Photon energy scale/resolution

 Calibrate with Zàee
 Validate with J/ψ, Zàllγ
 energy scale : 0.4-0.8%
 energy resolution : 10-20%

素粒子物理学の進展2017• Muon momentum scale/resolution

2017/7/31

Photon(electron) and muon calibration

39素粒子物理学の進展2017

ATLAS ZZà4l• s40

2017/7/31

2017/7/31

Simplified Tempalate X-Sections Framework

素粒子物理学の進展2017• a41

2017/7/31

HàZZ, Hàγγ Categorization

基本的にSTXS frameworkをベースに統計が少ない場合は適宜カテゴリーをまとめる素粒子物理学の進展2017• a42

2017/7/31

HàZZà4l VBF channel

素粒子物理学の進展2017• VBF43

𝜇 = 1.09 ± 0.12*'.'B= 1.09 ± 0.09(𝑠𝑡𝑎𝑡)*'.'B&'.'+ (𝑒𝑥𝑝. )&'.'+ (𝑡ℎ. )

*'.'B
*'.'2
𝜇 = 1.16*'.((&'.(' 𝑠𝑡𝑎𝑡. &'.'A 𝑠𝑦𝑠. &'.'+ (𝑡ℎ𝑒𝑜. )*'.((𝜇 = 1.05*'.(+&'.() 𝑠𝑡𝑎𝑡. &'.'2 (𝑠𝑦𝑠𝑡. )素粒子物理学の進展2017• γγ+ZZà4l

2017/7/31

Global Signal Strength44

2017/7/31

STXS Cross Section Measurement

素粒子物理学の進展2017• a45

2017/7/31

Fiducial cross section• HàZZà4l (Fiducial,total cross section)

Fiducial Volume
muonpT>5 GeV, |η|<2.7electronpT>7 GeV, |η|<2.47

jets

pT>30 GV, |y|<4.4

m12

50<m12<106m34

12<m34<115

mll

mll>5 GeV (all SFOS lepton pair)m4l

115 GeV < m4l < 130p-value-9%

Fiducial selectionのAcceptance 42%@mH=125 GeV
deletector level/particle level 40-60%(lepton flavor依存)

素粒子物理学の進展2017

lepton pT pT>20,15,1046

2017/7/31

Fiducial cross section
Fiducial Volume

素粒子物理学の進展2017• γγ Fiducial cross section47

2017/7/31

Differential Distirbution• yγγ : 生成過程のPDFに感度を持つ• |cos(θ*)| (CS frame) : Spinに感度

素粒子物理学の進展2017• |Δyγγ| : Spinに感度48

2017/7/31

Differential Distirbution• y4l : 生成過程のPDFに感度を持つ素粒子物理学の進展2017• |cos(θ*)| (CS frame) : Spinに感度49素粒子物理学の進展2017

2017/7/31

BMS in high pT(H)50

2017/7/31

Tensor Structure Measrement (ZZà4l)best fit(κHVV, κAVV)(2.9,±0.5)

0.8 < κHVV < 4.5 @ 95% CL
Best fit kHVV = 2.9-5.2 < κAVV < 5.2 @ 95% CL
Best fit kAVV = ±2.91.9σ from SM expectation

素粒子物理学の進展2017• Check tensor structure of Higgs boson coupling51

2017/7/31

Spin/CP Measurement• Anomorous coupling measurement

SMBSM CP-even

BSM CP-odd• HàZZà4lの崩壊だけでなく, VBF, VHの生成の情報も用いて感度向上• SMから有意なズレはなし(Run2 fullで統計４倍で感度良くなる)

素粒子物理学の進展2017• effective cross sectionの割合fiとphaseを測定

52

2017/7/31

Evidence for Hàbb decay mode

素粒子物理学の進展2017• Validation with VZ diboson and mbb analysis in Run2 analysis…

*𝟎.𝟐𝟓𝝁𝒃𝒃=
𝟏.
𝟏𝟏𝑽𝒁&𝟎.𝟐𝟐
Observed significance 5.8σ (exp. 5.3σ)*𝟎.𝟑𝟕
𝝁𝑽𝑯 𝒎𝒃𝒃 = 𝟏. 𝟑𝟎*𝟎.𝟐𝟖&𝟎.𝟐𝟕 (𝒔𝒕𝒂𝒕)&𝟎.𝟐𝟗 (𝒔𝒚𝒔𝒕)*𝟎.𝟑𝟒
𝝁𝑽𝑯 𝑴𝑽𝑨 = 𝟏. 𝟐𝟎*𝟎.𝟐𝟒(𝒔𝒕𝒂𝒕)&𝟎.𝟐𝟑&𝟎.𝟐𝟖 (𝒔𝒚𝒔𝒕)

53

2017/7/31

Boosted Hàbb double b-tagging

素粒子物理学の進展2017• i54

2017/7/31

Hàττ• mττ mass reconstruction

 dinamic likelihood algorithmで再構成• インプット

Higgs massを125 GeVに再構成可能
分解能 : 15-20%

素粒子物理学の進展2017

 pT(τ1), pT(τ2), Missing pT, cov(MPT) Maximum Likelihood Method :L= (τ decay matrix elements, angle)*(experimental resolution)55

2017/7/31

ttH Multi-lepton analysis• Kinematic discriminationttH vs ttbar

ttH vs ttV

ttH vs ttbar

ttH vs ttV

素粒子物理学の進展2017

3 lepton

2lepton SS56

素粒子物理学の進展2017

ttHàγγ• a57

2017/7/31

2017/7/31

Hàμμ projection (CMS)• Run3 ~300fb-1で3σ近くまで感度伸びる 感度向上でRun3で見える可能性 (ATLAS+CMS)

２σ

素粒子物理学の進展2017• HL-LHC1200fb-1 5σ58

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tHq Measurement (multi-lepton analysis)• ２つのdiagramの干渉でκt, κVの正負に感度

SS eμSS μμκV=1.0を仮定して-1.25 < κt < +1.60 (95% CL)

素粒子物理学の進展2017• HàWW/ZZ/ττのmulti-leptonを使う (SS 2lep or 3lep)59

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VHàbb Mass Resolution
Improvement• b-jet specific correction is important toimprove mbb resolution
 Standard jet is calibrated for light jet b-jet specific future (semileptonic decay) is
not taken into account Muon-in-jet correction
 PtReco Correction (0/1 lep only) Kinematic likelihood fit (2lepton only)• Final mbb resolution

 ~10% for 0/1 lepton
 ~7% for 2lepton

素粒子物理学の進展2017• Specific corretion is applied60

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Φàττ BSM Search

素粒子物理学の進展2017• Model independent cross section limit61

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AàZh(àbb)素粒子物理学の進展2017• High branching ratio in low tanβ62

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Doubly Charged Higgs• Several BSMで予言されている (Higgs triplet, little Higgs, Type II seesaw...
• m(H++)分布で信号のExcessを探索 (same-sign dilepton mass, good massresolution)

素粒子物理学の進展2017• BR(H++àl±l±)=100%としてm(H++L/R)に対するリミットm(H++L) > 770-875 GeV @95% CLm(H++R) > 660-760 GeV @95% CL63

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Di-Higgs Cross Section

素粒子物理学の進展2017• a64

素粒子物理学の進展2017

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NMSSM探索• a65

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Prospect (Measurement)

素粒子物理学の進展2017• Coupling66

素粒子物理学の進展2017

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HH Prospect• HH67