Authors:	Moritz, Sebastian
Title:	Cross section measurement of a standard model Higgs boson in the H WW lNylNy decay channel with the ATLAS experiment
Online publication date:	29-Feb-2016
Year of first publication:	2016
Language:	english
Abstract:	The Standard Model of particle physics successfully describes the elementary particles and their interactions and has been tested to the utmost precision. The discovery of the Higgs boson at the Large Hadron Collider in 2012 marks the detection of the last remaining unobserved phenomenon. Thus, it confirms the mechanism of spontaneous electroweak symmetry breaking which represents the origin of the mass of elementary particles. The presented thesis examines the properties of a Standard Model Higgs boson in the decay channel H->WW->lvlv with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The analyzed data has been recorded at a center-of-mass energy of sqrt{s} = 8 TeV and includes the complete 2012 dataset with an integrated luminosity of 20.3 fb^{-1}. The investigations focus on the dominant gluon fusion production process. On the basis of the particular signature of the Higgs boson decay, a general Analysis strategy is developed to separate the signal from the background processes. The channel is characterized by two isolated leptons and large missing transverse momentum. With a dedicated event selection the signicance of the measurement is successively increased. The accurate determination of the background processes is of essential importance and comprises Monte Carlo simulation as well as data-driven techniques. A statistical fit is used to optimize the complex procedures. The observed signal strength finally leads to the measurement of the Higgs boson production cross section. Furthermore, exclusion limits on the Standard Model Higgs boson production can be determined. All the concluded results are in agreement with the Standard Model predictions. Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt erfolgreich die Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen und wurde experimentell mit h öchster Pr äzison bestätigt. Mit der Entdeckung des Higgs-Bosons am Large Hadron Collider gelang im Jahr 2012 der Nachweis des letzten noch unbeobachteten Ph änomens. Dadurch konnte der Mechanismus der spontanen Symmetriebrechung der elektroschwachen Wechselwirkung bestätigt werden, welcher den Elementarteilchen ihre Masse verleiht. Die vorgelegte Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung des Standardmodell Higgs-Bosons im Zerfallskanal H->WW->lvlv mit dem ATLAS Detektor am Large Hadron Collider. Die analysierten Daten wurden bei einer Schwerpunktsenergie vom sqrt{s} = 8 TeV aufgenommen und umfassen den vollständigen Datensatz von 2012 mit einer integrierten Luminosit ät von 20.3 fb^{-1}. Der Fokus liegt auf dem dominanten Produktionsprozess der Gluonfusion. Anhand der speziellen Signatur des Higgs-Boson Zerfalls wird eine Analysestrategie entwickelt, um das Signal von den Untergrundprozessen zu trennen. Der untersuchte Kanal zeichnet sich durch zwei isolierte Leptonen und fehlenden Transversalimpuls aus. Mittels einer darauf abgestimmten Ereignisselektion wird die Signifikanz der Messung schrittweise erh öht. Elementarer Bestandteil dabei ist die exakte Bestimmung der Untergrundprozesse, wobei sowohl Monte Carlo Simulationen als auch datenbasierte Methoden verwendet werden. Abschließend wird diese Vorgehensweise mithilfe eines statistischen Fits optimiert. Die beobachtete Signalstärke führt letztendlich zur Messung des Wirkungsquerschnitts. Außerdem k önnen darüber hinaus Ausschlussgrenzen f ür die Standardmodell Higgs-Boson Produktion bestimmt werden. Alle erzielten Resultate der Messung sind im Einklang mit den Vorhersagen des Standardmodells.
DDC:	530 Physik 530 Physics
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 08 Physik, Mathematik u. Informatik
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-1973
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000002728
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	242 S.
Appears in collections:	JGU-Publikationen