Badder Marzocchi: Curriculum Vitae

Report secondo anno
Marzocchi Badder
Matricola: 709790
Curriculum: Fisica subnucleare
Tutor: Tommaso Tabarelli de Fatis
Corsi:
• ”Metodi bayesiani”, Docente: Milotti
Scuole/Workshop:
• ”HeavyBos”, Glasgow University, 24-26 August 2014
Conferenze:
• ”BOOST2014”, University College London, 18-22 August 2014: ”Boosted Higgs bosons
in physics analyses”
Seminario di fine anno:
Tommaso Tabarelli de Fatis
Alessio Ghezzi
Maura Pavan
Attivit`
a di ricerca
Nel contesto dell’esperimento CMS, ho contribuito allo studio della produzione in collisioni protoneprotone di eventi con due fotoni isolati e due jet provenienti da quark b nello stato finale. Questa
topologia consente la ricerca di nuovi bosoni massivi, predetti ad esempio in modelli suspersimmetrici o di extra-dimension, attraverso il decadimento in due bosoni di Higgs on-shell ( X→ HH
→ γγb¯b), lo studio dell’accoppiamento dei quark beauty and top al bosone di Higgs, nei canali di
produzione associata bbH e ttH, e, nel lungo termine, allo studio dell’ autoaccopiamenti del bosone
di Higgs (tramite lo studio di produzione non risonante di coppie HH). Diverse estensioni del modello
standard prevedono l’esistenza di bosoni massivi, di spin 0 o 2, che decadono in coppie di bosoni
di Higgs. Tra questi il radione (R) ed il gravitone di Kaluza-Klein, mediatori della forza di gravit`a
associati ai modelli di Warped Extra Dimensions, data la massa di 125 GeV del bosone di Higgs
recentemente scoperto, possono essere prodotti con masse, sezioni d’urto e rapporti di diramazione
sufficienti da poter essere identificati in CMS.
Nonostante il gettito di eventi attesi sia piccolo, il decadimento risonante attravesro due bosoni di
Higgs, consente una consistente reiezione del fondo di eventi spuri dovuti alla produzione non risonante di getti adronici e fotoni nelle collisioni protone-protone. In particolare, l’ottima risoluzione
sulla massa invariante dei due fotoni con cui viene ricostruito il bosone di Higgs, l’elevata efficienza
di ricostruzione di fotoni (&90%) e di identificazione del jet proveniente da b (≈60%), permettono
di raggiungere una sensibilit`
a adeguata per masse del radione di circa 300-500 GeV.
Badder Marzocchi
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Nel contesto dell’analisi risonante, sono uno dei principli contributori dell’analisi che punta allo
studio della produzione risonante di coppie di Higgs (CMS PAS HIG-13-032). Con i dati raccolti
fino ad ora non si osserva nessun eccesso significativo rispetto al fondo atteso, fino ad energie di 1.1
TeV.
Lo studio della segnature H→ γγ+b¯b sar`
a facilitato dall’aumento delle sezioni d’urto a runII (inizio
previsto per il 2015). Nel contesto degli accoppiamenti con l’Higgs, passando dall’energia nel centro
di masso di 8 TeV (runI) al valore di 13-14 TeV (runII), la sezione d’urto del ttH aumenta di 4
volte, quella bbH di 2.5 e quella della produzione non risonante di coppie di Higgs di 5 volte. Tutto
ci`
o permetter`
a di raggiungere la sensibilit`
a necessaria per misure di precisione dell’accopiamento
dell’Higgs, specialmente al quark top, parametro fondamentale nel contesto del Modello Standard.
In previsione delle future fasi di alta luminosit`
a di LHC, `e di fondamentale importanza studiare
un upgrade del calorimetro elettromagnetico attuale, specialmente nella parte frontale. Nel contesto
dell’analisi H→ γγ, un rivelatore con una risposta temporale minore di 50 ps `e fondamentale per
raggiungere un’ottima identificazione del vertice di produzione e un’ottima ricostruzione. Per tali
motivi, si `e iniziato lo studio della risoluzione temporale e dell’efficienza di risposta di micro channel
plates (MCP) in configurazione di amplificatore in uscita ad un fotomoltiplicatore (PMT-MCP) o in
configurazione di ionizzazione diretta (i-MCP). Tali misure sono state effetuate mediante l’uso dei
raggi cosmici e di elettroni con energia fino a 491 MeV (al BTF dei laboratori nazionali di Frascati).
I risultati preliminari mostrano una risoluzione temporale . 50 ps e una buona efficienza di risposta.
Un’altra serie di misure `e prevista al H4 del CERN, con elettroni di energia maggiore.

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