Development of an Algorithm for identifying hadronically decaying $W^\pm$ , $Z^0$ and Higgs Bosons at CMS

Author: 
Eugen Trapp
Date: 
Nov 2016

Thesis Type:

Die Identifizierung von schweren Teilchen durch deren Zerfallsprodukte, insbesondere von Top-Quarks und den schweren Eichbosonen ($W^\pm$, $Z^0$, Higgs), ist von großer Bedeutung am LHC. Die Identifizierung von voll hadronischen Zerfällen bei hohen Impulsen birgt hier eine besondere Schwierigkeit, da alle Teilchen aus dem Zerfall häufig in nur einem Jet rekonstruiert werden. Kürzlich wurde ein neuer Algorithmus vorgestellt, welcher HOTVR genannt wird, um Top-Quark-Zerfälle zu identifizieren. Dieser Algorithmus basiert auf Jets mit variablem Distanzparameter. Der Vorteil dieses Algorithmus ist die Anwendbarkeit in unterschiedlichen Impulsbereichen, ohne zusätzliche, impulsabhängige Kriterien für die Unterdrückung von Untergrund einzuführen. In dieser Arbeit werden Studien zur Erweiterung des Algorithmus im Hinblick auf die Identifikation von hadronischen $W^\pm$-, $Z^0$- und Higgs-Bosonzerfällen sowie die optimalen Parameter für den Algorithmus vorgestellt.

The identification of heavy particles through their decay products, especially the identification of Top-Quarks and the heavy gauge bosons ($W^\pm$, $Z^0$, Higgs) are very important at the LHC. The identification of full hadronically decaying particles at high energies poses a particular difficulty because all particles from the decay are reconstructed often within only one jet. Recently a new algorithm for Top-tagging called HOTVR was presented. This new algorithm is based on jets with a variable distance parameter. The advantage of this algorithm is the possibility to use it in different momentum ranges without additional momentum-dependent criteria for the suppression of background events. In this thesis studies for the extension of this algorithm with regard to the identification of hadronically $W^\pm$, $Z^0$ and Higgs bosons as well as the optimal parameters for the algorithm are presented.