Study of the Higgs boson associated production with a vector boson in the Higgs boson diphoton decay channel with the CMS detector

This Ph.D. thesis presents a study of the associated production of the Higgs boson with a vector boson (VH) in proton-proton collisions, using data collected at a center-of-mass energy of 13 TeV with the CMS experiment in 2016 for an integrated luminosity of 35.9 fb −1 . The study is restricted to final states were the Higgs boson decays in two photons (H→ γγ). After an introduction on the experimental and theoretical landscape that motivates this study (Chapter 1) and an overview of the CMS experiment (Chapter 2), the exper- imental work performed to ensure the best quality of the CMS ECAL reconstruction is described in detail (Chapter 3). The analysis method and the results are then described (Chapter 4), including the discussion of optimization steps that were identified and will be relevant for future developments. In particular, the channels with the vector boson decaying into a pair of quarks and the W boson decaying into a lepton and a neutrino are described This analysis, included in a paper recently submitted for publication, represents the first result on the measurement of the VH production process in the H→ γγ final state with the LHC Run 2 data.

Questa tesi di dottorato presenta lo studio della produzione associata di un bosone di Higgs con un bosone vettore (VH) in collisioni protone-protone, utilizzando i dati raccolti ad un'energia nel centro di massa delle collisioni pari a 13 TeV con l'esperimento CMS nel 2016. Questo studio è ristretto allo stato finale dove il boson di Higgs decade in due fotoni. Dopo un'introduzione riguardante il contesto teorico e sperimentale che motiva questo studio (Capitolo 1) e una descrizione generale dell'esperimento CMS (Capitolo 2), il lavoro sperimental necessario per ottenere exxellenti performance dal calorimetro eletromagnetico di CMS sono descritti in dettaglio (Capitolo 4). Le utilizzate nell'analisi dei dati e i risultati sono descritti nel capitolo 4, includendo la discussione dell'ottimizzazione dell'analisi che sono stati ritenuti benefici per gli sviluppi futuri. In particolare, il canale in cui il bosone vettore decade in due quark a quello in cui il bosone W decade leptonicamente sono descritti. I risultati dell'analisi sono inclusi in un articolo recentemente sottomesso per la pubblicazione su una rivista internazionale, rappresentando i primi risultati della misura della produzione VH nel canale H→ γγ con dati raccolti nel Run 2 di LHC.