Vers la mesure de l'auto-couplage du boson de Higgs dans l'experience ATLAS au LHC

vendredi 8 mars 2024, 14:00 → 16:00 Europe/Paris

Auditorium Marcel Vivargent (LAPP)

Francesco Costanza (LAPP), Laura Zambelli (LAPP)

Carlo Enrico PANDINI (Nikhef) <carlo.enrico.pandini@cern.ch>

Abstract(EN): 

"Ten years after the discovery of the Higgs boson by the ATLAS and CMS experiments, the study of its properties remains one of the main targets of LHC physics.

Among these properties, the Higgs self-coupling parameters is of particular interest, as it is directly related to the shape of the Higgs potential.

In this seminar I will discuss the main experimental techniques to probe the Higgs self-coupling at the LHC.
Direct production of two Higgs bosons (HH pair production), although very rare and yet unobserved, provides the most sensitive test of Higgs self-coupling: the decay channel to bottom-quark (b) pairs and tau-lepton pairs provides a good compromise between the large branching ratio of H->bb decays and the clean experimental signature of tau-leptons. I will discuss the results obtained by the ATLAS Collaboration in the search for HH pair production in this decay channel, and discuss prospects for future measurements.

Indirect probes of the Higgs self-coupling can also impact the measurement of this important parameter: I will discuss how perturbative corrections to single-Higgs production can impact the current measurement of Higgs self-coupling, and how the combination of direct and indirect methods can provide complementary constraints. Finally, I will discuss the outlook for future measurements of Higgs self-couplings with the ongoing LHC Run-3 and High-Luminosity Run."

 

Abstract(FR)

"Dix ans après la découverte du boson de Higgs (H) par les expériences ATLAS et CMS, l'étude de ses propriétés reste toujours une des priorités pour la physique du LHC.

Parmi ces propriétés, l'auto-couplage du boson H se montre particulièrement intéressant du fait de son influence directe sur la forme du potentiel de Higgs.

Dans ce séminaire je présenterai les approches principales pour la mesure expérimentale de l'auto-couplage du boson de Higgs au LHC.

La production directe de paires de bosons H (HH), cependant très rare et encore jamais observée, offre la mesure d'auto-couplage de H la plus sensible: le canal de désintégration en deux quark bottom (b) et deux leptons tau fournit un compromis entre le taux de désintégration élevé du canal H->bb et la signature expérimentale claire des leptons tau. Je présenterai les résultats obtenus par la Collaboration ATLAS dans la recherche de paires HH dans ce canal de désintégration, ainsi que les perspectives futures.

Les mesures indirectes de l'auto-couplage du boson H ont aussi un impact pour la détermination de cet important paramètre: je présenterai le role des correction perturbative de la production de bosons H seuls dans la mesure de l'auto-couplage, et comment la combination de mesures directes et indirectes peut offrire des contraintes complémentaires. Enfin, je conclurai avec une discussion des perspectives futures pour les mesures d'auto-couplage de H avec les donnés du Run-3 du LHC, et pendant la phase à Haute-Luminosité (HL-LHC)."

seminar_LAPP_Pandini_2024_carlo.pdf