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Suche nach dem Higgs Boson bei LEP

Klaus Desch

Univer sit at Hamburg

(OPAL Kollaboration)

DPG-Tagung Bonn

26.3.2001

K. Desch Suche nach dem Higgs Boson bei LEP, DPG Bonn, 26.3.2001

Gliederung

� Vom Ursprung der Masse

� Higgs Boson Produktion bei LEP

� Suchstrategien

� Der kontr ollier te Zufall: Statistik kleiner Zahlen

� Finale Furioso?

� Higgs Jagd in den nachsten zehn Jahren


Vom Ursprung der Masse

Paradigma: Alle Teilc hen sind masselos! � � � �

Wir beobac hten aber, daß sic h (fast) alle Teilc hen bei einer

Energie E mit� � �� bewegen. Wider spruc h?

Die Idee: Die (an sic h masselosen) Teilc hen stehen in

st andig er Wechsel wirkung mit einem Feld, das ihre Bewe-

gungsgleic hung en beeinflußt, und zwar genau so, als hatten

sie die Masse m (“eff ektive Masse”).

Das Feld ist uberall, wir konnen es nic ht absc halten, also

sind die Form ulierung en mit “ec hter” Masse (ohne Feld) und

“eff ektiver Masse” fur die Teilc hen aquiv alent.

Einzig e Moglic hkeit, das Feld nachzuweisen ist dur ch seine

Anregung. Fuhr t man dem Feld Energie zu, kann ein Teilc hen,

das Higgs-Boson, erzeugt werden.



Wo kommt der Erwar tungs wer t des Higgs-Feldes

her?

heisses UniversumV( )

φ φ

V( )kaltes Universum

0 0

< > = 0 < > = v

v

φ

φ

φ

φ

Phasenubergang..



Warum brauc hen wir den Higgs-Mec hanism us?

Der Higgs-Mec hanism us ist der einzig e bekannte Weg, die

Mikr ophysik als konsistente , eichinvariante Feldtheorie

zu besc hreiben!

Dieser Ansatz (das Standar d-Modell) ist extrem erfolgreic h!

Der Higgs-Mec hanism us im Standar d–Modell:� 1 komple xes skalares Doub lett des schwac hen Isospins

� Vakuumerwar tungs wer t � � �� GeV

� drei der vier Freiheitsgrade bilden die longitudinalen Kom-

ponenten der schweren Eichbosonen

� 1 Freiheitsgrad � Higgs-Boson

� Erzeugung der Teilc henmassen:� � = � � �� = ��! "� ( � ist die schwac he Kopplung!!)� # = ��$ "� %'&�(*) �� + = �-,.� ( , ist ein freier Parameter!)

� / wir kennen die Higgs-Masse nic ht!



Wir konnen die Higgs–Masse aber einsc hr anken:

1) theoretisc h:� Untere Grenze: Vakuum-Stabilit at

� Obere Grenze: Perturbativit at



2) experimentell:� direkte Suchen (gleic h)

� indirekt uber vir tuelle Effekte, deren Große von

der Higgs–Masse abhangt (erforder t hochste expe-

rimentelle Prazision UND prazise theoretisc he Vor-

hersagen auf dem Quanten-Niveau)

0

2

4

6

1020

mH [GeV]

∆χ2

Excluded Preliminary

∆α1

had =∆α1 (5)

0.02761±20.00036

0.02738±0.00020

theory uncertainty3

LEPI LEPII

0

200

400

600

800

1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

LEPEWaverage

directsearches

Hig

gs m

ass

[GeV

]

year

95% CL LEPEW fit

Der Beweis fur die Realisierung des Higgs-

Mechanism us erforder t aber:

� die Beobac htung (mindestens) eines Higgs-Bosons

� die Best atigung seiner Eigensc haften

(Spin,CP,Kopplung en an Bosonen und Fermionen)


SM Higgs Produktion bei LEP

ee++

ee--

Z

ZW

W

H

H

Higgs-Strahlung WW-Fusion

ν

ν

*

mH (GeV)

σ HZ (

pb)

189 GeV200 GeV206 GeV208 GeV

Higgsstrahlung

mH (GeV)

σ Hν4 ν4 (pb

)


WW-Fusion

10-3

10-2

10-1

1

805

906

100 110 12010

-3

10-2

10-1

1

805

906

100 110 120

mH (GeV)

σ HZ (

pb)


Higgsstrahlung

mH (GeV)

σ Hν4 ν4 (pb

)


WW-Fusion

10-3

10-2

10-1

1

805

906

100 110 120


Higgs Zerf alle

−+WW

+ττ

120

−

110)

100908070

gg

ZZ

γγ

_

_cc

bb

bran

chin

g fr

actio

n

0.1

0.01

1.

H (GeV/c 2m

� Higgs koppelt an Masse / 7987 -Zerfall dominant

� :<;=:?> auch relevant

� bei großen � + wir d der @ ; @ > -Zerfall relevant

(schwierig, momentan noc h nic ht in SM Suchen beruck-

sic htigt)


Higgs Suchkan ale

Z→qq

Z→νν

Z→τ τ

Z→qq

Z→e e ,µ µ

H

H

H

H

→

→

→

→

bb

bb

bb

bb

H→τ τ

Neutrino-

51%

15%

2.4%

5.1%

4.9%

WW→qqqq,ZZ →bbqqQCD 4jets

WW→qqlν,ZZ→bbνν

WW→qqτν ,ZZ→qqττQCD (low-mult. jets)

ZZ→bbll

Kanal Untergrund

+ -

+ -

+

+

-

-

Tau-

4-Jet-

Lepton-Kanal

Kanal

Kanal

Kanal

H

Selektionseffizienz: 40-50%

~80% aller Endzustande (fur m = 115 GeV)....


Suchstrategien


Suchstrategien

A b-quark Nachweis B C DFED ist DAS Mittel der WahlA multiv ariater b-tagger ist effizienter als einfac her IP-tag:

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Neural

Netw ork

udsc jet rejection

Impact

Parameter

Onl y

ALEPH Monte Carlo Sim

ulation

WORSE

BETTER

b je

t effi

cien

cy

A MC-Modellierung kann in G<H -Ereignissen und bei hoher Energie

verifizier t werdenA z.B. b-tag in IKJ$IML C N ENPO EreignissenA (weic hes) b-tag veto auf einen Jet, Verteilung des b-tag des ande-

ren:

B Jet Likelihood

Num

ber

of J

ets

1

10

10 2

10 3

0 0.2

OPAL

0.4 0.6 0.8 1

uds

c

b


Suchstrategien (2)

Neben dem b-Tag bietet die Ereignis-Kinematik gutes

Trenn ungsverm ogen: Kinematisc he Fits

(am wic htigsten im 4-Jet-Kanal):

mH (GeV)

arbi

trar

y sc

ale

mH = 100 GeV

sqrt(s) = 206 GeV

5C Fit

4C Fit

no Fit

mH (GeV)

arbi

trar

y sc

ale

mH = 115 GeV

sqrt(s) = 206 GeV

5C Fit

4C Fit

no Fit

0

200

400

600

800

1000

60 80 100 1200

200

400

600

800

1000

1200

60 80 100 120

mH (GeV)

arbi

trar

y sc

ale

mH = 100 GeV

sqrt(s) = 206 GeV

5C Fit

4C Fit

no Fit

mH (GeV)

arbi

trar

y sc

ale

mH = 115 GeV

sqrt(s) = 206 GeV

5C Fit

4C Fit

no Fit

0

200

400

600

800

1000

60 80 100 120

� Verbesserung der Massenaufl osung (wenig er Unter -

grund unter dem Massen-Peak)

� Vorsic ht an der kinematisc hen Grenze!

� Weitere trennende Variab len: Winkelver teilung en

(Matrix elemente fur WW, ZZ, HZ)


Suchstrategien (3)

Nach Unter dr uckung des Großteils des Unter grundes

dur ch einen Schnitt auf die ’kombinier te diskriminie-

rende Variab le’ (z.B. NN-output, Likelihood etc.) gibt es

noc h immer Großen deren Verteilung en fur Signal und

Unter grund unter schiedlic h sind:� rekonstruier te Masse

� die diskriminierende Variab le selbst

Ein “to y example”:

signalQ Higgs massDiscr. Variable

R

backgroundS Higgs massDiscr. Variable

R

80T 85

T 90U 95

U 100 105 110 115 120

0.8V0.85

V0.9V0.95

V1

0V24W6X8T10

1214161820Y

80T 85

T 90U 95

U 100 105 110 115 120

0.8V0.85

V0.9V0.95

V1

8T10

12

14

16

18

20

/ benutze das Signal-zu-Unter grund-V erhaltnis zur

Bewer tung der Signifikanz eines EreignissesK. Desch Suche nach dem Higgs Boson bei LEP, DPG Bonn, 26.3.2001

Der kontr ollier te Zufall: Statistik kleiner Zahlen

Wie kombinier t und interpretier t man die experimentel-

len Ergebnisse der Experimente?

Jedes Experiment ermittelt (im Prinzip) drei Großen

� Z []\_^ : Anzahl Kandidatenereignisse

� Z ^a`cb � � dfe ^hg+ � : Anzahl erwar tete Signalereignisse

� Z i*j : Anzahl erwar tete Unter grundereignisse

fur jeden Kanal und fur jede hypothetisc he Higgs-

Masse (”Test-Masse” )


Der kontr ollier te Zufall: Statistik kleiner ZahlenEin “to y example” (ein Kanal), d.h. ein Zahlexperiment, mit erwar tetem

Unter grund b = 3 und erwar tetem Signal + Unter grund s+b = 15.

Anzahl der beobac hteten Ereignisse ist poisson ver teilt:

Anzahl beobachteter Ereignisse

Anzahl beobachteter Ereignisse

Poi

sson

wah

rsch

einl

ichk

eit

Poisson−WahrscheinlichkeitenUntergrund

Signal+Untergrund

likel

ihoo

d ra

tio Likelihood Ratio:Q = Pois(S+B)/Pois(B)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0 5 10 15 20 25 30

10−3

10

10 5

10 9

10 13

10 16

0 5 10 15 20 25 30

Idee: ordne die moglic hen experimentellen Ergebnisse (d.h. die Anzahl

der beobac hteten Ereignisse) anhand einer charakteristisc hen Große

(“Teststatistik” ) , die klein ist fur unter grundar tig e Beobac htung en und

groß fur signalar tig e Beobac htung en. Wir benutzen als Teststatistik das

Likelihood Ratio:

k l monqpsrut]vxwzy�{a|}{P~��.� �q�m nqpsrut v�w y�{a|}{ ~��q�



Wie groß ist die Wahrscheinlic hkeit,k��s��

zu beobac hten?

� wenn Signal + Unter grund existier t ?� wenn nur Unter grund existier t ?

−2*ln(Q)

Wah

rsch

einl

ichk

eit/B

in

Untergrund

signal+Untergrund

Wahrscheinlichkeitsdichte fur Q

−2*ln(Q)

CL

S

95% Ausschluss

CL S

−2*ln(Q)

1.−

CL B

3 σ Evidenz

5 σ Entdeckung

1−CLB

0

0.025

0.05

0.075

0.1

0.125

0.15

0.175

0.2

0.225

−100 −80 −60 −40 −20 0 20

10−2

10−1

1

−60 −40 −20 0 2010

−7

10−6

10−5

10−4

10−3

10−2

10−1

1

−60 −40 −20 0 20

..

Confidence levels CL � and CL �� sind die Integrale der Wahr-

scheinlic hkeitsdic hten (p.d.f ’s) furk

von �� bisk �� . Ang e-

geben wir d normalerweise CL � = CL �� / CL � .CL �� 0.05 bedeutet Aussc hluß der Signalh ypothese mit 95% CL

1 - CL �� 5.7 �<�� bedeutet 5 � Entdec kung.



Kombination von mehreren Kanalen ist leic ht!

k�� l �h�F�¡ k�¢

mit ein ganz wenig Rechnen:

£¥¤¦k l � � � � � � �h�F�¡ wo§� � �¢ £¥¤ v � � � ¢

� ¢ �Ein “to y experiment” mit 8 Kanalen:

chan s+b b

1 9. 5.

2 9. 6.

3 2.5 1.

4 0.5 1.

5 10. 0.

6 2. 2.5

7 4.5 10.

6 1. 2.

−2*ln(Q)

Wah

rsch

einl

ichk

eit/B

in

Untergrund

Signal+Untergrund

Wahrscheinlichkeitsdichte fur Q

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

−30 −20 −10 0 10 20 30

”Kanal” bedeutet:

¨ verschiede Suchkan ale (4-jet,Neutrino, etc)

¨ und: verschiedene bins ( © ª , diskr . Var.)

des gleic hen Suchkanals mit unter schiedlic hen s/b.



Ein echtes Beispiel (LEP, Osaka2000) :

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120

mH« (GeV/c2)

-2 ln

(Q)

m¬ H =110 m¬ H

=112 m¬ H =114

m¬ H =116

Observed

Expected background®Expected signal + background®

LEP √¯

s 210 GeV

° ±³²a´ µ_¶ · wir d zu ¸ ¹»º im Grenzfall großer Anzahl

von Kandidaten¼Unter schied zwisc hen Unter grunderwar tung und

beobac htetem ° ±½²¾´ µ_¶ · kann (relativ) leic ht als Wahr-

scheinlic hkeit interpretier t werden. Fur die genauen

Zahlen wir d nat urlic h ¿ À Á und Â ° ¿ À Ã aus den

p.d.f ’s fur ° ±½²¾´ µ_¶ · berec hnet.


Higgs Suche im Jahr 2000

Wieder ein exzellentes Jahr fur LEP:

OPAL Online Data−Taking Statistics

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

15 20 25 30 35 40 45

Week number

Inte

grat

ed L

umin

osity

pb

−1

199119921993199419951996199719981999

2000

Center−of−mass Energy (GeV)

Lum

inos

ity/0

.5 G

eV p

b−

1

OPAL

0

20

40

60

200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210


Y2K Higgstor y

Juli: Keine Hinweise auf Higgs¼Untere Grenze 113.3 GeV (95% CL)

5.September: ALEPH sieht Uberschuss im 4-jet Kanal

kompatibel mit Ä ª Å Â�ÂÇÆ GeV

LEP Kombination ergibt 2.2 È Uberschuss uber Unter -

grund.

14.September: LEP shutdo wn um einen Monat ver-

schoben bis 2.Nov.2000

3.November: Weitere Kandidatenereignisse erhohen

die Signifikanz auf 2.9 È .

LEP-Hig gs-Gruppe und alle vier Experimente beantra-

gen LEP run in 2001

8.November: LEP wir d geschlossen.


Higgs-Kandidaten

ALEPH:

DELPHI:

L3:

OPAL:

Signifikante Higgs-Kandidaten in allen Experimenten.Éwie signifikant???


Higgs-Kandidaten

Mad

e on

29-

Aug

-200

0 17

:06:

54 b

y D

RE

VE

RM

AN

N w

ith D

ALI

_F1.

File

nam

e: D

C05

4698

_004

881_

0008

29_1

706.

PS

_H_C

AN

D

DALI_F1 ECM=206.7 Pch=83.0 Efl=194. Ewi=124. Eha=35.9 BEHOLD Nch=28 EV1=0 EV2=0 EV3=0 ThT=0 00−06−14 2:32 Detb= E3FFFF

Run=54698 Evt=4881 ALEPH

End of detector End of tracks

5 Gev EC5 Gev HC

P>.50 Z0<10 D0<2 F.C. imp. RO TPC

0 −1cm 1cmX"

0.3

cm

0.6

cm

Y"

(φ−138)*SIN(θ)

θ=180θ=0

x

−

x

x

x

−

x

x

x

−

x

−−

x

x

−

x

−−

xx

−−

−

x

−

x

−x

−

x

x

−

o

oo

o

oo

o

o

ooo

oo

oo

o

o

o

o

o

o

o

o

o

o

oo

oo

o

o

o

o

o

15 GeV

µ

Ê Ë Ì ÍÎÍqÏÑÐÓÒ GeV

NN-output: 0.996


Higgs-Kandidaten

DALI


4 Gev EC10 Gev HC

( φ−43 ) *SI N( θ)

θ=180 θ=0

−xx

x

x

−

x

x

−

−x

−

x

x

−−

x −x x x

x

−

x

x

x−

−− x−

−

x

−

−

x

−x

x

−

−

−x

−

− −

−

x o

ooooooo

oo

oo

o

o

oo

o

oo

ooo

oooo o

o

o

o

o

oo

o

ooo

oo

o

oo

22. GeV

P>2 Z0<5 D0<2 YX

0 −0.8cm 0.7cmX

0 −

0.8

cm

0

.7cm

Y

Ê Ë Ì ÍÎÍKÔÕÐÓÖ GeV

NN-output: 0.997


Higgs-Kandidaten

Mad

e on

30-

Aug

-200

0 17

:24:

02 b

y ko

nsta

nt w

ith D

ALI

_F1.

File

nam

e: D

C05

6698

_007

455_

0008

30_1

723.

PS

DALI


Z0<5 D0<2 RO TPC

0 −1cm 1cmX"

0 −

1cm

1

cm

Y"

(φ−175)*SIN(θ)

θ=180θ=0

x

x

x

−

x

−

−

x

x

−

−

−

−

x

−

−

x

x

−

−

−

x

xx

x

x

−

−

−

x

x−

x

x

−

x x

x

−

−

x

−

x

−

−x

−

−x

−

x−

− xx

−−

x

ooo

o

o

ooo

o

o

oo

oo

o

oo o

o o

o

o

o

o

o oo

o

o o

o

o

o

15 GeV

3 Gev EC6 Gev HC

Ê Ë Ì ÍÎÍ�×ØÐÙ× GeV

NN-output: 0.999


Higgs-Kandidaten

νν

L3

L3Secondary vtx’s view

Hmost significant

H mass resolution ~3 GeV

candidate

mass=5.5 GeV

7.3mm to prim. vtx

1.4mm to prim. vtx

measured H mass=114.4 GeV


Higgs-KandidatenEvent Discussion (4-jet)

Run : even t 13978 : 6299 Da t e 000627 T ime 111338 Ebeam 102 . 70 Ev i s 210 . 0 Emi ss - 4 . 6 V t x ( - . 05 , . 04 , - 1 . 07 ) Bz=4 . 350 Bunch l e t 1 / 1 Th r us t = . 8614 Ap l an= . 0601 Ob l a t = . 1396 Sphe r = . 2098

Ct r k (N= 91 Sump=119 . 6 ) Eca l (N=102 SumE=105 . 7 ) Hca l (N=26 SumE= 43 . 0 ) Muon (N= 2 ) Sec V t x (N=11 ) Fde t (N= 0 SumE= . 0 )

YÚ

XZ

200 . cm.

Cen t r e o f sc r een i s ( . 0000 , . 0000 , . 0000 )

50 GeV2010 5

27.June

m Û = 112.6 GeV

B-tag(1) = 0.345

B-tag(2) = 0.960Ü = 205.4 GeV

= 0.999

s/b(105 GeV) = 0.2844

s/b(110 GeV) = 1.1355

s/b(115 GeV) = 0.5234

Highest weight

OPAL candidate

LEPC Seminar 3.November 2000, Results from the OPAL Experiment , Arnulf Quadt Page 8


Massenver teilung en

Achtung!

Massenver teilung en zeigen nic ht die unter schiedlic he

Signifikanz der Ereignisse


Interpretation: Likelihood Ratios

-10

-5

0

5

10

15

20

25

100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120

mHÝ (GeV/c2)

-2 ln

(Q)

Observed

Expected background

Expected signal + background

LEP TOTAL

Ubereinstimm ung mit SM Wirkungsquer schnitt furÞ ß à á�á�âzãåäçæ*èêéìëízî éìï GeV


Interpretation: Likelihood Ratios

Uberschuss auch bei kleineren Þ ß ?ðEffekt der begrenzten Massenaufl osung am

kinematisc hen Limit.

Dieses Verhalten wir d vom Signal so erwar tet:

-30

-20

-10

0

10

20

30

100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120

mHÝ (GeV/c2)

-2 ln

(Q)

mñ Hò =112.5

mñ Hò =115.0

mñ Hò =117.5

Observed

Expected b

Expected s+b

LEP

(’Signal’-K urven basieren auf 4xDELPHI, gute Naherung,

qualitativ o.k.)


Signifikanz der Beobac htung

REF: bis 5.Sept

DELTA: 5.Sept bis 2.Nov

TOTAL: Alle Daten

10ó -5

10ó -4

10ó -3

10-2

10-1

1ó

100ó

102ó

104ó

106ó

108ó

110ó

112ó

114ó

116ó

118ó

120ó

mô Hõ (GeV/cö 2)

÷

1-C

Lb

3σø2σø

4σø

LEP REF

ObservedùExpected s+bExpected bú

10ó -5

10ó -4

10ó -3

10-2

10-1

1ó

100ó

102ó

104ó

106ó

108ó

110ó

112ó

114ó

116ó

118ó

120ó

mô Hõ (GeV/cö 2)

÷1-

CL

b

3σø2σø

4σø

ObservedùExpected s+bExpected bú

LEP DELTA

10-5

10ó -4

10ó -3

10ó -2

10ó -1

1ó

100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120

mô Hõ (GeV/cö 2)

÷

1-C

Lb

3σø2ûσø

4σø

LEP TOTAL

ObservedùExpected s+búExpected b

LEP á ü ý þ ÿREF � ã â � á9ä í�� ã ��DELTA � ã � � á9ä í�� ã�� TOTAL � ã � � á9ä í ë � ã� �

Prob(2.9 ) = 0.4%


� � 115 GeV - Interpretation

Wahrscheinlic hkeitsdic hten fur

— Signal (115 GeV) + Unter grund

— nur Unter grund

H

TOTAL@ m =115GeV

BackgroundSignal+Backgd.

−8

Observed

−2lnQ

Pro

b. D

ensi

ty

840−4−24 −20 −16 −12

Zetlic he Entwic klung des Uberschusses:Significance for mH = 115 GeV/c2 (02−Nov−2000)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

25 50 75 100 125 150 175 200

Days in 2000

Sig

nific

ance

(in

num

ber

of σs

)

Current sensitivity3.08 σ

Coasts below 102 GeV

Coasts between 102 and 102.99 GeV

Coasts between 103 and 103.99 GeV

Coasts above 104 GeV

Expected for mH

= 115 GeV/c

2

ObservedJuly 20th

ObservedSept 5th

ObservedOct 10th

ObservedNov 3rd

Expected in the background−only hypothesis


Experiment fur Experiment

0 0.02

0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 x 10� -2

-20 -10 0 0

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 x 10� -2

-20 -10 0

0 0.02

0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 x 10� -2

-20 -10 0 0

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 x 10� -2

-20 -10 0

ALEPH DELPHI

L3

-2 ln Q

Pro

b. D

ensi

ty

OPAL

ObservedBackgroundSignal

3 Experimente signalar tig,

1 Experiment unter grundar tig:

ALEPH 3.4 �DELPHI unter grundar tig

L3 1.8 �OPAL 1.3 �


Kanal fur Kanal

0

0.05 0.1

0.15 0.2

0.25 x 10

-2

-20 -10 0

100 0.02

0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 x 10� -2

-20 -10 0

10

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 x 10

-3

-20 -10 0

100

0.001 0.002 0.003 0.004 0.005

-20 -10 0

10

Hll Hνν

Hqq

-2 ln Q-2 ln Q

Pro

b. D

ensi

ty

Hττ+ττZ

Observed�Background

signal�

2 Kanale mit hohen erwar teten Signalraten sind

signalar tig

2 Kanale mit kleinen erwar teten Signalraten sind

”neutral”


Stabilit at / Systematik

Nichtber ucksic htigte systematisc he Effekte ?ðViele Checks mit Daten!

� b-tag: Check mit � îZerf allen und Daten bei hoher Energie

( �� )

� Schwelleneff ekt an der kinematisc hen Grenze: gleic he Si-

tuation bei 183, 189, 192, 196, 200, 205 GeV: kein ahnlic her

Effekt beobac htet (immer gute Konsistenz mit Unter grund-

Hypothese (2 � bei 189 GeV).

� statistisc he Methode: andere Teststatistiken und andere

“K ombinierer”:ð � ä�ã á �

� ohne Berucksic htigung der syst. Fehler:ð

+0.1 �� Stabilit at der Kandidatenereignisse: die 14 signifikanten-

sten Ereignisse uberlebten bislang alle Rekalibrationen


Situation seit 3. November

4 Veroff entlic hung en: �zur LEP-Komb.

ALEPH: Phys.Lett. B495 (2000) 1-17 -0.2 �L3: Phys.Lett. B495 (2000) 18-25

DELPHI: Phys.Lett. B499 (2001) 23-37 unverand.

OPAL: Phys.Lett. B499 (2001) 38-52 unverand.

Nachste LEP Kombination: zu den Sommerk onf erenzen

L3 reanal ysier t momentan seine Daten

LEP ist zu Ende!

Eine neue Ara der Higgsja gd beginnt!


Die Karawane zieht weiter ...


Die Karawane zieht weiter ...

1

10

10 2

102

103

mH (GeV)

Sig

nal s

igni

fican

ce H γ γ ttH (H bb) H ZZ (*) 4 l

H ZZ ll νν H WW lνjj

H WW (*) lνlν

Total significance at LHC

5 σ

L = 30 fb

L = 10 fb

−1

−1

ATLAS−LHC

TEVATRON


Ist es wirklic h das Higgs-Boson?

Prazisions-Ph ysik des Higgs-Bosons an einem��! Linear -Besc hleunig er wie TESLA

Zerfallsunabh angig er Nachweis:

0"

100

200

100 120 140 160

Recoil Mass #

[GeV$

]

Num

ber

of E

vent

s / 1

.5 G

eV

Data

Z H → µµ% X

m& H = 120 GeV

Verzweigungsverh altnisse:

τ τ-

-+

+

(GeV)

10

10

1

-3

-2

10-1

SM

Hig

gs B

ranc

hing

Rat

io

bb

ggcc

γγ

M H

W W

100 110 120 130 140 150 160

Extraktion der Kopplung en:

gc' /g( c' (SM)

gb/g

b(S

M)

MSSM prediction:200 GeV < mA < 400 GeV

400 GeV <) mA <) 600 GeV

600 GeV < mA < 800 GeV

800 GeV <) mA <) 1000 GeV

LC 1σLC 95% CL

mH* = 120 GeV

(b)

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2

gc' /g( c' (SM)

gb/g

b(S

M)

MSSM prediction:200 GeV < mA < 400 GeV

400 GeV <) mA <) 600 GeV

600 GeV < mA < 800 GeV

800 GeV <) mA <) 1000 GeV

LC 1σLC 95% CL

mH* = 120 GeV

(b)

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

1.2

0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2

HFITTER

Selbstk opplung + Higgs-Potential:

e+

e-

Z

Z

H

H

H

*

0,

0.1,0.2,0.3,

100 120 140 160 180

100 120 140 160 1800-

0.2-0.1-

0.3-

M.

H/ [GeV]

SM Double Higgs-strahlung: e+ e- → ZHH

σ [fb0

]

√1

s = 800 GeV

√1

s = 500 GeV

●

●

●


Anstatt einer Zusammenfassung...

...ein Stuck Weltliteratur:

to be contin ued...

DANKE! an die LEP-Hig gs-Gruppe (vorallem P.Garcia-Abia, P.Igo-

Kemenes, A.Okpara, E.Piotto, A.Quadt, M.Schumac her)

und C.Grupen fur die CartoonsK. Desch Suche nach dem Higgs Boson bei LEP, DPG Bonn, 26.3.2001

suche nach dem higgs boson bei lepdesch/talks/dpgbonn.pdfk. desch suche nach dem higgs boson bei...

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