Probing the Higgs self-coupling through double Higgs production in vector boson scattering at the LHC
- 1. Autonomous University of Madrid
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. Universidad Nacional de La Plata
Description
In this work we explore the sensitivity to the Higgs self-coupling $\lambda$ in the production of two Higgs bosons via vector boson scattering at the LHC. Although these production channels, concretely $W^+W^- \to HH$ and $ ZZ \to HH$, have lower rates than gluon-gluon fusion, they benefit from being tree level processes, being independent of top physics and having very distinctive kinematics that allow to obtain very clean experimental signatures. This makes them competitive channels concerning the sensitivity to the Higgs self-coupling. In order to give predictions for the sensitivity to this coupling, we first study the role of $\lambda$ at the subprocess level, both in and beyond the Standard Model, to move afterwards to the LHC scenario. We characterize the $pp\to HHjj$ case first and then provide quantitative results for the values of $\lambda$ that can be probed at the LHC in vector boson scattering processes after considering the Higgs boson decays. We focus mainly in $pp\to b\bar{b}b\bar{b}jj$, since it has the largest signal rates, and also comment on the potential of other channels, such as $pp\to b\bar{b}\gamma\gamma jj$, as they lead to cleaner, although smaller, signals. Our whole study is performed for a center of mass energy of $\sqrt{s}=14$ TeV and for various future expected LHC luminosities.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
في هذا العمل، نستكشف الحساسية للاقتران الذاتي لهيغز $\lambda$ في إنتاج بوزونين هيغز عبر تشتت بوزون متجه في مصادم الهادرونات الكبير. على الرغم من أن قنوات الإنتاج هذه، بشكل ملموس $W^+W^- \إلى HH$ و $ ZZ \إلى HH$، لها معدلات أقل من اندماج الغلوونات والغلوونات، إلا أنها تستفيد من كونها عمليات على مستوى الأشجار، ومستقلة عن أفضل الفيزياء ولها حركية مميزة للغاية تسمح بالحصول على توقيعات تجريبية نظيفة للغاية. وهذا يجعلها قنوات تنافسية فيما يتعلق بالحساسية للاقتران الذاتي لهيغز. من أجل إعطاء تنبؤات للحساسية لهذا الاقتران، ندرس أولاً دور $\lambda$ على مستوى العملية الفرعية، داخل وخارج النموذج القياسي، للانتقال بعد ذلك إلى سيناريو LHC. نقوم بتوصيف حالة $pp\to HHjj $ أولاً ثم نقدم نتائج كمية لقيم $\lambda$ التي يمكن فحصها في LHC في عمليات تشتت بوزون المتجه بعد النظر في اضمحلال بوزون هيغز. نحن نركز بشكل أساسي على $pp\to b\bar{b}b\bar{b}jj$، نظرًا لأنه يحتوي على أكبر معدلات إشارة، ونعلق أيضًا على إمكانات القنوات الأخرى، مثل $pp\to b\bar{b}\gamma\gamma jj$، لأنها تؤدي إلى إشارات أنظف، وإن كانت أصغر. يتم إجراء دراستنا بأكملها لمركز طاقة كتلية بقيمة $\sqrt{s}=14 $ TeV ولمختلف لمعان LHC المتوقع في المستقبل.Translated Description (French)
Dans ce travail, nous explorons la sensibilité à l'auto-couplage de Higgs $ \lambda$ dans la production de deux bosons de Higgs via la diffusion de bosons vectoriels au LHC. Bien que ces canaux de production, concrètement $W^+W^- \to HH$ et $ ZZ \to HH$ , aient des taux inférieurs à la fusion gluon-gluon, ils bénéficient d'être des processus au niveau des arbres, indépendants de la physique de pointe et ayant une cinématique très distinctive qui permettent d'obtenir des signatures expérimentales très propres. Cela en fait des canaux compétitifs en ce qui concerne la sensibilité à l'autocouplage de Higgs. Afin de donner des prédictions sur la sensibilité à ce couplage, nous étudions d'abord le rôle de $ \lambda$ au niveau du sous-processus, à la fois dans et au-delà du modèle standard, pour passer ensuite au scénario LHC. Nous caractérisons d'abord le cas $pp\to HHjj $ et fournissons ensuite des résultats quantitatifs pour les valeurs de $ \lambda$ qui peuvent être sondées au LHC dans les processus de diffusion de bosons vectoriels après avoir considéré les désintégrations du boson de Higgs. Nous nous concentrons principalement sur $pp\to b\bar{b}b\bar{b}jj$ , car il a les débits de signal les plus élevés, et commentons également le potentiel d'autres canaux, tels que $pp\to b\bar{b}\gamma\gamma jj$ , car ils conduisent à des signaux plus propres, bien que plus petits. Toute notre étude est réalisée pour un centre d'énergie de masse de $ \sqrt{s}=14 $ TeV et pour diverses luminosités futures attendues du LHC.Translated Description (Spanish)
En este trabajo exploramos la sensibilidad al autoacoplamiento de Higgs $\lambda$ en la producción de dos bosones de Higgs a través de la dispersión de bosones vectoriales en el LHC. Aunque estos canales de producción, concretamente $W^+W^- \to HH$ y $ ZZ \to HH$, tienen tasas más bajas que la fusión gluón-gluón, se benefician de ser procesos a nivel de árbol, ser independientes de la física superior y tener una cinemática muy distintiva que permite obtener firmas experimentales muy limpias. Esto los convierte en canales competitivos en cuanto a la sensibilidad al autoacoplamiento de Higgs. Con el fin de dar predicciones para la sensibilidad a este acoplamiento, primero estudiamos el papel de $\lambda$ a nivel de subproceso, tanto dentro como fuera del Modelo Estándar, para pasar después al escenario LHC. Primero caracterizamos el caso $pp\to HHjj$ y luego proporcionamos resultados cuantitativos para los valores de $\lambda$ que se pueden sondear en el LHC en procesos de dispersión de bosones vectoriales después de considerar las desintegraciones del bosón de Higgs. Nos centramos principalmente en $pp\to b\bar{b}b\bar{b}jj$, ya que tiene las mayores tasas de señal, y también comentamos el potencial de otros canales, como $pp\to b\bar{b}\gamma\gamma jj$, ya que conducen a señales más limpias, aunque más pequeñas. Todo nuestro estudio se realiza para un centro de energía de masa de $\sqrt{s}=14 $ TeV y para varias luminosidades futuras esperadas del LHC.Files
1807.09736.pdf
Files
(8.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:73ab6c7009051d6db4887746693e6397
|
8.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التحقق من الاقتران الذاتي لهيغز من خلال إنتاج هيغز مزدوج في تشتت بوزون متجه في مصادم الهادرونات الكبير
- Translated title (French)
- Sondage de l'auto-couplage de Higgs par double production de Higgs dans la diffusion de bosons vectoriels au LHC
- Translated title (Spanish)
- Sondeo del autoacoplamiento de Higgs a través de la producción de doble Higgs en la dispersión de bosones vectoriales en el LHC
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2883154654
- DOI
- 10.1016/j.nuclphysb.2019.114687
References
- https://openalex.org/W1501790957
- https://openalex.org/W1598332076
- https://openalex.org/W1858542512
- https://openalex.org/W1859690503
- https://openalex.org/W1869393532
- https://openalex.org/W1893493051
- https://openalex.org/W1938598877
- https://openalex.org/W1963531055
- https://openalex.org/W1970137355
- https://openalex.org/W1980128367
- https://openalex.org/W1996413343
- https://openalex.org/W2008623358
- https://openalex.org/W2012219205
- https://openalex.org/W2019149276
- https://openalex.org/W2023441200
- https://openalex.org/W2045120204
- https://openalex.org/W2049591215
- https://openalex.org/W2062437705
- https://openalex.org/W2074722593
- https://openalex.org/W2080848147
- https://openalex.org/W2098929736
- https://openalex.org/W2103014230
- https://openalex.org/W2109437560
- https://openalex.org/W2110999179
- https://openalex.org/W2125102738
- https://openalex.org/W2129078609
- https://openalex.org/W2159569019
- https://openalex.org/W2161294590
- https://openalex.org/W2167706481
- https://openalex.org/W2167727518
- https://openalex.org/W2168722558
- https://openalex.org/W2169526768
- https://openalex.org/W2181888603
- https://openalex.org/W2182723442
- https://openalex.org/W2221678366
- https://openalex.org/W2223433365
- https://openalex.org/W2224432624
- https://openalex.org/W2232379880
- https://openalex.org/W2275111633
- https://openalex.org/W2490530935
- https://openalex.org/W2511942792
- https://openalex.org/W2521821091
- https://openalex.org/W2553594025
- https://openalex.org/W2557568695
- https://openalex.org/W2559642915
- https://openalex.org/W2588314475
- https://openalex.org/W2742684062
- https://openalex.org/W2757422981
- https://openalex.org/W2778338281
- https://openalex.org/W2782869726
- https://openalex.org/W2787480415
- https://openalex.org/W2899140785
- https://openalex.org/W2963378047
- https://openalex.org/W3100042952
- https://openalex.org/W3100758395
- https://openalex.org/W3101147724
- https://openalex.org/W3102357273
- https://openalex.org/W3104456727
- https://openalex.org/W3104610414
- https://openalex.org/W3105832902
- https://openalex.org/W4297150766
- https://openalex.org/W602295091