The Effective Lagrangian Morphing and the Measurement of Effective Higgs Boson Couplings in VBF H->W±W *->-'+' at s=13 TeV with the ATLAS Experiment
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Abstract
Der erste Teil dieser Arbeit beschreibt und diskutiert die Methode des Effektiven Lagrangian Morphings, welche im Rahmen dieser Dissertation entwickelt wurde. Mithilfe dieser neuen Methode können für kopplungsartige Parameter im Modell der ganze Parameterraum unter Ausnutzung der Lagrange-Struktur der zugrundeliegenden Theorie analytisch exakt beschrieben werden. Dabei werden an nur wenigen Parameterpunkten generierte Datensätze als Input benötigt. Die Methode ist von Grund auf hergeleitet, im Detail diskutiert, und durch Verbesserungen und Techniken, um die Dimensionalität und den Rechenaufwand zu verringern und die Genauigkeit seiner Vorhersagen zu verbessern, ergänzt. Andere neueste Methoden, um physikalischer Vorhersagen für Messungen zu erhalten, werden diskutiert, einschließlich verschiedener Verfahren zur Berechnung kontinuierlicher Wahrscheinlichkeitsfunktionen aus einer endlichen Anzahl von Datensätzen, oder der Umgewichtung von physikalischen Ereignissen unter Ausnutzung der Matrixelemente, sowie verschiedener Interpolationsverfahren.
Im zweiten Teil wird eine erste Anwendung des Effektiven Lagrangian Morphings für Messungen mit verschiedenen Sets von Kopplungsparametern vorgestellt, die aus der effektiven Feldtheorie abgeleitet wurden und die Kopplung des Higgs-Bosons an Vektorbosons beeinflussen. Die Analyse konzentriert sich dabei auf den Higgs-Bosonen-Zerfallskanal zu einem Paar von W-Bosonen, die weiter in Leptonen zerfallen. Hierbei werden 36.1 fb-1 des LHC Run-2 Datensatzes, welche vom ATLAS Detektor bei einer Schwerpunktsenergie von s=13 TeV aufgezeichnet wurden, untersucht. Speziell zugeschnittene Monte-Carlo-Datensätze wurden bei verschiedenen Kopplungsparametern generiert, die für das Effektive Lagrangian Morphing geeignet sind. Basierend auf den Auswirkungen der effektiven Kopplungen auf physikalische Observablen wurde eine dedizierte Ereignisselektion unter Verwendung multivariater Methoden entwickelt und angewendet. Keine signifikante Abweichung von den Standardmodellvorhersagen konnte beobachtet werden und Ausschlussgrenzen an die Kopplungsparameter wurden gesetzt. Möglichkeiten und Herausforderungen für zukünftige Anwendungen des Effektiven Lagrangian Morphings auf Messungen werden diskutiert.