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Search for a Higgs or a Z boson decaying to a J/ or meson and a photon
No full textThe discovery of the Higgs boson at the CMS and ATLAS experiments in 2012 represents a milestone in the understanding of the electroweak sector of the Standard Model (SM) of elementary particles. The discovery started a new era of measurements at CMS aiming to determine to the highest possible accuracy the couplings of the Higgs boson to the other particles in the SM. A discrepancy between the experimental measurement and the theoretical expectation from the SM would imply a ``new physics'', hinting to new particles yet to be discovered.
In particular, studying the couplings of the Higgs boson to the second generation quarks represents the real challenge of High-Luminosity LHC. A very rare but promising channel is the decay of the Higgs boson in an energetic photon () and a \PJPsi \equiv \PPsiS or \PPsiPrime \equiv \PPsiSS meson, followed by the decay of the \PPsiNS to a pair of muons. The \PH \to \PPsiNS\gamma decay takes place also through charm quark loops, therefore an accurate measurement would allow to determine its couplings with the Higgs boson. The channel is experimentally very clean, thanks to the very low SM backgrounds and the excellent resolution on the invariant mass peak, but also very rare, thus requiring large amounts of data. The observation of the \PZ \to \PPsiNS\gamma , whose rate is 100 times larger than the similar process with the Higgs boson and has never been observed before, is an intermediate objective that can be achieved with a reasonable amount of data.
The thesis work holds on the previous premises and it presents a complete analysis for the search of these processes. The analysis is performed with data from proton-proton collisions corresponding to an integrated luminosity of 137 \si{fb^{-1}} at \sqrt{s} = 13 \ \si{TeV} , collected with the CMS detector during the full LHC Run 2. Since the considered processes are still likely not observable, the aim of the work is to set an upper limit on the cross section at a certain confidence level, using signal Monte Carlo samples. This study would allow to have a perspective of how the analysis could evolve with a larger amount of data during the next phases of LHC, after which the experimental observation of rare decays of the Higgs and Z bosons might become a reality
Politiche di incentivazione della ricerca e sviluppo di farmaci innovativi: il caso degli antibiotici
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Accelerazione del Metodo Rayleigh Quotient Inesatto per il problema parziale agli autovalori di matrici sparse di grandi dimensioni
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Evoluzione dinamica e collisionale dellâanello attorno ad Haumea.
Get PDFUn sistema di anelli rappresenta una struttura rotante su larga scala, come una galassia o dischi proto-
planetari densi di gas e polveri che circondano le stelle appena formate, e generalmente sono costituiti da
particelle solide o gas e polveri. Fino all'ultimo decennio si pensava che un sistema di anelli, all'nterno del
nostro Sistema Solare, potesse essere esclusivamente individuato attorno ai quattro pianeti giganti;
tuttavia, rispettivamente nel 2014 e nel 2017, si è individuata la presenza di un anello attorno al centauro
Chariklo ed al pianeta nano Haumea.
Scopo di questo elaborato è analizzare la stabilità e l'evoluzione dinamica e collisionale dell'anello attorno
al pianeta nano 136108 Haumea. Prima di fare ciò, viene approfondita l'origine e l'evoluzione dinamica di
un sistema di anelli attorno ad un corpo minore e vengono presentate le simulazioni numeriche del
Modello Standard relativo alle collisioni tra corpi, ed il potenziale di MacCullagh. Analizzando nello specifico
le simulazioni relative ad Haumea, facendo riferimento in particolare a Marzari (2020), si può concludere
che l'anello è forzato a risiedere nel piano equatoriale tramite forti perturbazioni J2 dell'ellissoide oblato
triassiale. Inoltre, in questo specifico caso, viene introdotto un ulteriore fattore da considerare: il
trascinamento di Poynting-Robertson. Tale fenomeno non gioca un ruolo significativo per la dinamica delle
particelle quando queste si trovano vicino al corpo principale, ma è rilevante lontano da Haumea. Se tale
meccanismo agisce sulla dinamica delle particelle producendo uno scenario finale di movimento limitato,
ovvero le particelle non collidono ne' fuggono dal sistema prima della fine dell'integrazione, allora l'anello
risulta stabile. In aggiunta, le perturbazioni gravitazionali con semiassi eccitano larghe eccentricità tra le
particelle dell'anello che non vengono smorzate dalle collisioni. Tuttavia, le relative velocità d'impatto sono
più basse delle velocità di frammentazione aspettate e dunque la sopravvivenza dell'anello è garantita.
RIASSUNTO INGLESE:
A ring system represents a large-scale rotating structure, such as a galaxy or dense proto-planetary disks
with gas and dust surrounding newly formed stars, and generally consists of solid particles or gas and dust.
Until the last decade, it was thought that a ring system, within our Solar System, could be exclusively
detected around the four giant planets; however, in 2014 and 2017, respectively, a ring was detected
around the centaur Chariklo and the dwarf planet Haumea.
The aim of this work is to analyze the stability and dynamical and collisional evolution of the ring around
the dwarf planet 136108 Haumea. Before doing so, the origin and dynamical evolution of a system of rings
around a minor body is investigated in depth, and numerical simulations of the Standard Model related to
body collisions, and the MacCullagh potential are presented. Analyzing specifically the simulations for
Haumea, referring in particular to Marzari (2020), it can be concluded that the ring is forced to reside in the
equatorial plane due to strong J2 perturbations of the triaxial oblate ellipsoid. Furthermore, in this specific
case, it is introduced a new factor to be considered: the Poynting-Robertson drag. When the particles are
near to the main body this phenomenon doesn’t play a significant role for the particles dynamics, but it is
relevant far from Haumea. If this mechanism acts on the particles dynamics producing a final scenario of
restricted motion, i.e. the particles neither collide nor escape from the system before the end of
integration, then the ring is stable. In addition, gravitational perturbations with semi-axes excite larg