Status and plan of IHEP CMS physics analyses in ZZ channel - - PowerPoint PPT Presentation

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Jul 03, 2023 403 likes •590 views

Status and plan of IHEP CMS physics analyses in ZZ channel Mingshui Chen , & 2017 Nov. 03,

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Status ¡and ¡plan ¡of ¡IHEP ¡CMS ¡ physics ¡analyses ¡in ¡ZZ ¡channel ¡

Mingshui ¡Chen ¡ 国际创新海外团队, ¡院前沿重点项目 ¡ &所创新团队2017年联合年会 ¡

  • Nov. ¡03, ¡2017 ¡

11/3/17 ¡ 1 ¡ Mingshui ¡Chen ¡(IHEP) ¡ ¡

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CMS ¡Run ¡2 ¡data ¡taking ¡

11/3/17 ¡ 2 ¡

Excellent ¡machine ¡& ¡detector ¡performance ¡in ¡Run ¡2: ¡ 2016 ¡ ¡delivered ¡41 ¡M-­‑1 ¡to ¡CMS, ¡35.9 ¡=-­‑1 ¡for ¡physics ¡analyses ¡ 2017 ¡ ¡delivered ¡>45 ¡M-­‑1 ¡to ¡CMS, ¡data ¡taking ¡efficiency ¡~92% ¡ ¡Run ¡II ¡ ¡expected ¡to ¡deliver ¡> ¡150 ¡=-­‑1 ¡ ¡ ¡

update ¡this ¡plot ¡

Mingshui ¡Chen ¡(IHEP) ¡ ¡

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HàZZà4l ¡

  • For ¡analysis ¡HIG-­‑16-­‑041 ¡based ¡on ¡full ¡2016 ¡

data, ¡IHEP ¡group ¡mainly ¡contribute ¡to ¡the ¡ Higgs ¡mass ¡and ¡cross ¡secZon ¡measurements ¡

¡

  • Several ¡ideas ¡successfully ¡implemented ¡ ¡

– Z ¡boson ¡mass ¡constraint ¡ ¡

  • Improves ¡the ¡mass ¡measurement ¡sensiZvity ¡by ¡~8% ¡

– Simplified ¡Template ¡Cross ¡SecZon ¡

  • Step ¡forwards ¡to ¡bridge ¡experimental ¡results ¡and ¡

theory ¡interpretaZons ¡

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mH ¡in ¡HàZZà4l ¡ ¡

  • ¡Mass ¡measurement ¡with ¡3D ¡likelihood ¡fits ¡

– m4l, ¡kinemaZc ¡discriminant ¡and ¡per-­‑event ¡mass ¡error ¡

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CorrecZon ¡of ¡per-­‑event ¡mass ¡error ¡

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Huge ¡effort ¡on ¡mass ¡resoluZon ¡validaZon ¡ by ¡comparing ¡measured ¡mass ¡resoluZon ¡ with ¡the ¡predicted ¡dilepton ¡mass ¡ resoluZon ¡using ¡the ¡event-­‑by-­‑event ¡mass ¡ uncertainty ¡for ¡Z→ℓℓ ¡events ¡in ¡data. ¡ ¡ ¡ The ¡dashed ¡lines ¡denote ¡a ¡±20% ¡region, ¡ used ¡as ¡the ¡systemaZc ¡uncertainty ¡on ¡the ¡

  • resoluZon. ¡ ¡
  • Event ¡by ¡event ¡ ¡mass ¡error: ¡lepton ¡momentum ¡error ¡propagated ¡to ¡m4l ¡
  • Important ¡for ¡mass ¡measurement ¡when ¡staZsZcs ¡are ¡limited ¡

Mingshui ¡Chen ¡(IHEP) ¡ ¡

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Z ¡mass ¡constraint ¡

Improve ¡mass ¡resoluZon ¡by ¡performing ¡kinemaZc ¡fit ¡on ¡ the ¡intermediate ¡Z ¡resonance ¡with ¡mass ¡constraint ¡

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Best ¡mH ¡measurement ¡to ¡date ¡

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arXiv:1706.09936 ¡ ¡

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H-­‑>ZZ-­‑>4l: ¡cross ¡secZons ¡

11/3/17 ¡ Mingshui ¡Chen ¡(IHEP) ¡ ¡ 8 ¡

arXiv:1706.09936 ¡ ¡

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mH ¡measurement ¡w.r.t. ¡Z ¡pole ¡

  • Originally ¡a ¡paper ¡planned ¡on ¡extracZng ¡Higgs ¡mass ¡by ¡

using ¡δm ¡between ¡mZ ¡and ¡mH ¡, ¡with ¡PDG ¡Z ¡mass ¡as ¡ reference ¡

– A ¡new ¡technique, ¡thought ¡to ¡be ¡able ¡to ¡reduce ¡systemaZc ¡ uncertainty ¡substanZally ¡ ¡ – Lots ¡of ¡work ¡done ¡to ¡understand ¡various ¡effects ¡on ¡small ¡ systemaZc ¡uncertainZes ¡

  • Due ¡to ¡the ¡facts ¡that ¡lepton ¡kinemaZcs ¡are ¡different ¡

between ¡Z ¡(more ¡soi ¡leptons) ¡and ¡Higgs ¡sources, ¡also ¡ lepton ¡scale ¡uncertainZes ¡are ¡pt-­‑eta ¡dependent ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡-­‑-­‑> ¡hard/impossible ¡to ¡beat ¡standard ¡measurement ¡

  • Now ¡the ¡plan ¡stopped, ¡and ¡we ¡move ¡on ¡

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High ¡mass ¡Higgs ¡searches ¡

  • HIG-­‑16-­‑034: ¡2l2j ¡based ¡on ¡12.9 ¡M-­‑1 ¡2016 ¡parZal ¡data ¡
  • HIG-­‑17-­‑012: ¡2016 ¡full ¡data, ¡approved, ¡to ¡be ¡public ¡soon ¡

– Combining ¡3 ¡analyses ¡targeZng ¡different ¡final ¡states: ¡4l, ¡2l2j, ¡2l2ν ¡ ¡ – IHEP ¡contributed ¡to ¡4l ¡and ¡2l2j ¡ ¡

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HIG-­‑16-­‑034: ¡2l2j ¡resonance ¡search ¡

  • Tongguang Cheng is the

editor & contact

  • We also introduced Dijet

kinematic fiﾟ fiﾟtting to improve the ZZ invariant mass resolution

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Low ¡mass ¡Z’ ¡bump ¡hunZng ¡

  • Leptophilic ¡dark ¡maler ¡with ¡Z’ ¡

interacZon ¡ ¡

– an ¡alternate ¡framework ¡where ¡ direct ¡DM-­‑hadron ¡interacZons ¡ do ¡not ¡occur ¡ ¡ – instead ¡the ¡DM ¡couples ¡ exclusively ¡to ¡SM ¡leptons ¡at ¡tree ¡

  • level. ¡ ¡
  • Analysis ¡in ¡Z-­‑>4l ¡channel ¡

– Exploring ¡our ¡exisZng ¡experZse ¡ – bump ¡hunt ¡in ¡the ¡dilepton ¡ invariant ¡mass ¡spectrum ¡with ¡4l ¡ forming ¡a ¡Z ¡ ¡

  • Very ¡preliminary ¡results ¡seem ¡

promising ¡

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arXiv:1407.3001, ¡1505.04620, ¡etc ¡

  • ngoing ¡analysis ¡
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Plan ¡

  • With ¡full ¡Run ¡II ¡data, ¡we ¡commiled ¡to ¡the ¡following ¡

analyses ¡with ¡4l ¡state, ¡by ¡the ¡end ¡of ¡2020 ¡

– Higgs ¡mass ¡and ¡width ¡measurement ¡ ¡ – Higgs ¡total ¡and ¡diff. ¡xs ¡measurements ¡ – Higgs ¡anomalous ¡coupling ¡search ¡ – High ¡mass ¡resonance ¡search ¡in ¡4l ¡ ¡ – Z-­‑>4l ¡BR ¡and ¡diff. ¡cross ¡secZon ¡measurement ¡in ¡SMP ¡group ¡ – In ¡addiZon, ¡we ¡also ¡commiled ¡to ¡High ¡mass ¡resonance ¡ search ¡in ¡2l2v ¡

  • Clearly ¡lack ¡of ¡person-­‑power ¡to ¡cover ¡all ¡topics ¡

– current ¡manpower: ¡Mingshui ¡+ ¡Ahmad ¡+ ¡Tahir ¡ – from ¡next ¡July ¡new ¡student ¡Chenguang ¡Zhang ¡will ¡join ¡in ¡ – seek ¡funding ¡to ¡recruit ¡more ¡persons ¡

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back ¡up ¡

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mH ¡with ¡different ¡fits ¡

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H4l ¡event ¡categorizaZon ¡

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Full ¡mass ¡spectrum ¡of ¡m4l ¡

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