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Constraining anomalous Higgs boson couplings using the CMS detector at the Large Hadron Collider

par Kello, Tomáš
Président du jury Verbeeck, Johan
Promoteur Van Mechelen, Pierre;Favart, Laurent
Publication Non publié, 2023-11-16

Thèse de doctorat

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Résumé :

This thesis presents constraints on the anomalous couplings (AC) of the Higgs boson (H) with vector bosons as obtained in analysis studying Higgs boson production and decay into the pair of $W$ bosons. Various alternative Higgs spin-parity scenarios were considered, including CP violating effects. The study is performed on proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to 138 fb^-1 of integrated luminosity, collected by the CMS detector at the LHC during the 2016-2018 period of data-taking. The analysis targets the dilepton different flavor ($e\mu$) final state with up to two associated jets, providing additional kinematic information used in combination with the matrix element technique to increase sensitivity to anomalous contribution at the production vertex. In cases where the analysis phase space has limited kinematic information, we rely on decay kinematics, also affected by anomalous effects. Up to four anomalous couplings are studied both independently and simultaneously, within the standard model effective field theory framework assumed in the latter case. All measurements and the corresponding confidence intervals for their values we obtained were found to be consistent with the expectations for the Standard Model Higgs boson. These results significantly surpass previous AC constraints obtained in the H->WW* channel and are competitive with results obtained in other Higgs boson decay channels.

Cette thèse présente les contraintes sur les couplages anormaux (CA) du boson de Higgs (H) avec les bosons vecteurs obtenues en étudiant la production et la désintégration du boson de Higgs en une paire de bosons $W$. Divers scénarios alternatifs de parité et de spin du boson Higgs ont été envisagés, y compris les effets de violation de CP.Cette étude est réalisée sur des collisions proton-proton à une énergie dans le centre de masse de 13 TeV, correspondant à 138 fb^-1 de luminosité intégrée, collectée par le détecteur CMS au LHC pendant la période d'acquisition de données 2016-2018. L'analyse cible l'état final de saveurs différentes de la paire de leptons (e\mu) en laquelle se désintègre les 2 bosons $W$ avec jusqu'à deux jets associés, fournissant des informations cinématiques supplémentaires utilisées en combinaison avec la technique des éléments matriciels pour augmenter la sensibilité à la contribution anormale au vertex de production.Dans les cas où l'espace des phases d'analyse a des informations cinématiques limitées, nous nous appuyons sur la cinématique de désintégration qui est également affectée par des effets anormaux.Jusqu'à quatre couplages anormaux sont étudiés à la fois indépendamment et simultanément, dans le cadre de la théorie des champs effectifs du modèle standard.Toutes les mesures se sont avérées conformes aux attentes pour le boson de Higgs du modèle standard et de limites sur le valeurs possibles ces couplages ont été établies.Ces résultats dépassent largement les contraintes précédentes obtenues dans le canal H->WW* et sont compétitifs avec les résultats obtenus dans d'autres canaux de désintégration du boson de Higgs.