Bremsstrahlung Calculations of Single Gauge-Boson Production on Linear Colliders in Context of "New Physics" Searching

Differential and total cross sections of single gauge boson production in high energy electron-photon collisions obtained within the Standard Model in leading order and next-to-leading order are presented. Soft photon bremsstrahlung as well as hard photon bremsstrahlung parts were considered using the dimensional regularization procedure. Special features of receiving the hard bremsstrahlung convergent contribution are discussed. The corresponding anomalous gauge boson couplings were studied in the effective Lagrangian approach. Best conditions for registration of effects beyond the Standard Model are determined.

Threshold resummation of new partonic channels at next-to-leading power

Collider observables involving heavy particles are subject to large logarithmic terms near threshold, which must be summed to all orders in perturbation theory to obtain sensible results. Relatively recently, this resummation has been extended to next-to-leading power in the threshold variable, using a variety of approaches. In this paper, we consider partonic channels that turn on only at next-to-leading power, and show that it is possible to resum leading logarithms using well-established diagrammatic techniques in Quantum Chromodynamics. We first consider deep inelastic scattering, where we reproduce the results of a recent study using an effective theory approach. Next, we consider the quark-gluon channel in both Drell-Yan and Higgs boson production, showing that an explicit all-order form for the leading logarithmic partonic cross section can be obtained. Our results agree with previous conjectures based on fixed-order results.

Two-loop leading-colour QCD helicity amplitudes for Higgs boson production in association with a bottom-quark pair at the LHC

We compute the two-loop QCD helicity amplitudes for the production of a Higgs boson in association with a bottom quark pair at a hadron collider. We take the approximations of leading colour and work in the five flavour scheme, where the bottom quarks are massless while the Yukawa coupling is non-zero. We extract analytic expressions from multiple numerical evaluations over finite fields and present the results in terms of an independent set of special functions that can be reliably evaluated over the full phase space.

Study of the Higgs boson production in association with two top quarks and its subsequent decay to a bbar pair with the CMS detector at the CERN LHC

Η τρέχουσα διατριβή, αφορά την μελέτη της διεργασίας ttH, H → bb με μια νέα μέθοδο η οποία ανακατασκευάσει τη μάζα του μποζόνιου Higgs με σάρωση του δισδιάστατου επίπεδου των μαζών των top και W και τον υπολογισμό του πιο πιθανού σημείου αναφορικά με τις συναρτήσεις πυκνότητας πιθανότητας για τις αλληλεπιδράσεις πρωτονίου-πρωτονίου. Η τελική κατάσταση του συστήματος όταν τα t κουάρκς διασπώνται λεπτονικά, αποτελείται από δύο λεπτόνια, τέσσερις αδρονικούς πίδακες, και ελλείπουσα εγκάρσια ενέργεια. Το κύριο υπόβαθρο το οποίο προέρχεται από γεγονότα ζεύγους t και t̄ σωματιδίων προσδιορίζεται με μια νέα μέθοδο από τα δεδομένα. Προκειμένου να ενισχυθεί ο διαχωρισμός σήματος και υποβάθρου εφαρμόζεται ένα σύνολο βελτιστοποιημένων κριτηρίων προεπιλογής, που αποτελούνται από διάφορα κινηματικά και τοπολογικά κριτήρια. Εκτός από αυτό, χωρίζουμε τα γεγονότα μας σε δύο περιοχές, μια ελέγχου και μια σήματος με βάση την πολλαπλότητα τωναδρονικών πιδάκων που έχουν χαρακτηριστεί ως b−tagged. Η περιοχή ελέγχου αποτελείται από γεγονότα με ακριβώς 2 b − tagged αδρονικούς πίδακες ενώ στην περιοχή σήματος απαιτούνται γεγονότα με τουλάχιστον 4 b − tagged αδρονικούς πίδακες. Και στις δύο περιοχές το κύριο υπόβαθρο προέρχεται από τη διαδικασία tt̄ + jets. Ελέγχεται εκτενώς η ορθότητα και η απόδοση τόσο της μεθόδου ανακατασκευής της αναλλοίωτης μάζας του Higgs όσο και της μεθόδου πρόβλεψης του υποβάθρου από τα δεδομένα πραγματοποιώντας διάφορες μελέτες τόσο σε επίπεδο γεννήτορα καθώς και με γεγονότα τα οποία χαρακτηρίζονται από πλήρη προσομοίωση του ανιχνευτή έτσι ώστε να επαληθεύσουμε τις νέες μεθόδους που εισάγαμε. Σύγκριση των αποτελεσμάτων της εφαρμογής της μεθόδου έγινε μεταξύ δεδομένων και προσομοίωσης όπου και παρατηρήθηκε και επιβεβαιώθηκε ότι δεν υπήρξε ένδειξη συστηματικής διαφοράς μεταξύ των δεδομένων και προσομοίωσης. Η μέτρηση της σημαντικότητας του σήματος πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας δεδομένα σύγκρουσης pp από τον LHC, τα οποία συλλέγονται με την βοήθεια του πειράματος CM S, συνολικής φωτεινότητας L = 137.2 fb −1 καταγεγραμμένα σε ενέργεια κέντρου μάζας sqrt(s) = 13 TeV. Η προκύπτουσα παρατηρούμενη (αναμενόμενη) σημαντικότητα αντιστοιχεί σε 0.34(1.35) τυπικές αποκλίσεις.

A comparative study of Higgs boson production from vector-boson fusion

The data taken in Run II at the Large Hadron Collider have started to probe Higgs boson production at high transverse momentum. Future data will provide a large sample of events with boosted Higgs boson topologies, allowing for a detailed understanding of electroweak Higgs boson plus two-jet production, and in particular the vector-boson fusion mode (VBF). We perform a detailed comparison of precision calculations for Higgs boson production in this channel, with particular emphasis on large Higgs boson transverse momenta, and on the jet radius dependence of the cross section. We study fixed-order predictions at next-to-leading order and next-to-next-to-leading order QCD, and compare the results to NLO plus parton shower (NLOPS) matched calculations. The impact of the NNLO corrections on the central predictions is mild, with inclusive scale uncertainties of the order of a few percent, which can increase with the imposition of kinematic cuts. We find good agreement between the fixed-order and matched calculations in non-Sudakov regions, and the various NLOPS predictions also agree well in the Sudakov regime. We analyze backgrounds to VBF Higgs boson production stemming from associated production, and from gluon-gluon fusion. At high Higgs boson transverse momenta, the ∆yjj and/or mjj cuts typically used to enhance the VBF signal over background lead to a reduced efficiency. We examine this effect as a function of the jet radius and using different definitions of the tagging jets. QCD radiative corrections increase for all Higgs production modes with increasing Higgs boson pT, but the proportionately larger increase in the gluon fusion channel results in a decrease of the gluon-gluon fusion background to electroweak Higgs plus two jet production upon requiring exclusive two-jet topologies. We study this effect in detail and contrast in particular a central jet veto with a global jet multiplicity requirement.