Search for heavy Higgs-like resonances in the H→ZZ→1⁺1⁻qq final state in pp collisions in the CMS experimented at the LHC| = Búsqueda de resonancias masivas similaers al bosón de Higgs, en el estado final H→ZZ→1⁺1⁻qq en colisiones pp en el experimento CMS en el LHC

Resumen

La presente tesis se centra en la búsqueda de señales compatibles con el bosón de Higgs en un estado final de dos leptones y dos quarks. Tras el descubrimiento del bosón de Higgs en el CERN, muchos modelos predicen resonancias adicionales con la misma signatuar al bosón del Higgs del Modelo Estándar (SM) y mayor masa. Su búsqueda es uno de los objetivos de la colaboración CMS en el LHC. Para realizar semejantes estudios se necesita un detector preciso y eficiente. El Solenoide Compacto de Muones (CMS) ha mostrado un comportamiento extraordinario desde las primeras colisiones en 2009. La detección y determinación de muones, que están involucrados en muchos procesos de interés, es vital. Por lo tanto, comprender el funcionamiento de los diferentes subdetectores involucrados es necesario antes de proceder con los análisis de Física. Las cámaras de deriva son responsables de medir la trajectoria de los muones en la parte central de CMS. Han sido diseñadas, construidas y mantenidas por el grupo del CIEMAT. En esta tesis se presenta un estudio del funcionamiento de las cámras de deriva. Se ha determinado la eficiencia, resolucón y ruido de fondo con los datos recogidos de las primeras colisiones, mostrando un funcionamiento excelente, de acuerdo con los requisitos de diseño. En el estudio de señales tipo Higgs, el estado final de dos leptones y dos quarks es muy prometedor, ya que combina una tasa de producción relativamente alta con una aceptable contaminación de fondo. Además, permite la reconstrucción de la masa invariante para descubrir resonancias, por lo que se ha podido realizar un test de hipótesis basado en la forma distribución de dicha variable. Esta tesis presenta el análisis realizado buscando signaturasa similares al bosón de Higgs en el caso de que decaiga a dos bosones Z, los cuales a su vez decaen leptónica (electrones y muones) y hadrónicamente, respectivamente. Se han utilizado los datos recogidos por CMS entre 2010 y 2013. Los datos corresponden a dos perídodos diferentes: en 2010 y 2011 las colisiones tuvieron una energía de 7 TeV en el centro de masas, mientras que en 2012 y 2013 tuvieron 8 TeV. Debido a las diferentes condiciones del acelerador y del detector, se han realizado dos análisis independientes, aunque compartan la mayor parte de la estrategia. El último análisis, que es más sensible a una señal de Higgs, es donde contribuí en mayor medida, y por lo tanto es descrito en mayor detalle. El análisis requiere una profunda comrprensión de los objetos reconstruidos por el detector, para poder optimizar la selección de eventos. Muchos procesos físicos , diferentes del Higgs, dejan la misma señal en el detector, y en muchos casos se producen varios órdenes de magnitud más frecuentemente, por lo que se ha puesto un gran esfuerzo en filtrar la muestra y maximizar la fracción de sucesos de señal dentro de la muestra de sucesos seleccionada. A continuación, se ha determinado la cantidad de sucesos correspondientes a cada proceso, y se han evaludado todas las incertidumbres sistemáticas asociadas a la medida. Finalmente, se han presentado los resultados bajo la interpretación de un bosón de Higgs del Modelo Estándar. Se ha excluido la existencia de dicha partícula en el rango 275 a 600 GeV al 95%CL. Este resultado debe interpretarse como un punto de referencia para otros modelos más allá del Modelo Estándar. El hecho de que no haya indicación de ningun proceso más allá de los conocidos de fondo induce interesantes conclusiones sobre ellos.