Probing the vacuum with di-Higgs production at the FCC

Abstract

Desde da sua descoberta em 2012, o bosão de Higgs tem sido um dos principais focos de estudo na física. Neste bosão está contida a chave para um melhor entendimento sobre o mecanismo de quebra de simetria eletrofraca. Esta chave é conhecida como o acoplamento triplo do bosão de Higgs.O LHC tem procurado medir esta propriedade do bosão de Higgs através da sua medição direta, ou seja, ao se estudar a produção de pares de bosões de Higgs, é possível ter um acesso direto a esta constante. Infelizmente, a produção de um par de bosões de Higgs num acelerador hadronico é um grande desafio ficando fora do alcance deste acelerador de hadrões.A construção de um acelerador circular com $\sim$ 100 km de perímetro na área de Genebra está a ser analisada pelo CERN. É esperado que o futuro acelerador leptónico (FCC-ee) funcione a 91, 161, 240, 350/365 GeV para estudar os bosões Z, W e Higgs, e partículas top com alta precisão. A 240 e 365 GeV, o FCC-ee vai ter como principal foco o estudo sobre o bosão de Higgs atuando a uma luminosidade integrada de 5.0 e 1.5 ab$^{-1}$. Este trabalho foca-se no estudo na melhoria de precisão do acoplamento triplo do bosão de Higgs. Com isto em mente, é usada da produção de pares de bosões de Higgs para a sua medição direta e a produção única deste bosão a NLO de forma a medir os efeitos quânticos deste acoplamento. Procurando sempre a melhoria da significância do sinal, uma análise discriminante é usada de modo a melhorar a precisão da medição do acoplamento do bosão de Higgs.

Since its discovery in 2012, the Higgs boson has been a significant focus of study in physics. This boson contains the key to a better understanding of the electroweak symmetry-breaking mechanism. This key is known as the triple Higgs boson coupling.The LHC has sought to measure this property of the Higgs boson through direct measurement, which means, by studying the production of pairs of Higgs bosons, it is possible to have direct access to this constant. Unfortunately, producing a pair of Higgs bosons in a hadron accelerator is a significant challenge and is beyond the reach of this hadron accelerator.The construction of a circular accelerator with $\sim$ 100 km in perimeter in the Geneva area is being analyzed by CERN. The future lepton accelerator (FCC-ee) is expected to operate at 91, 161, 240, 350/365 GeV to study the Z, W, and Higgs bosons and top particles with high precision. At 240 and 365 GeV, FCC-ee will have as its main focus the study of the Higgs boson acting at an integrated luminosity of 5.0 and 1.5 ab$^{-1}$.This work focuses on the study of improving the accuracy of the triple coupling of the Higgs boson. With this in mind, the production of pairs of Higgs bosons is used for their direct measurement, and the single production of this boson is NLO to measure the quantum effects of this coupling. Always looking to improve the significance of the signal, discriminant analysis is used in order to improve the measurement precision of the Higgs boson coupling., FCC-ee, di-Higgs boson, single Higgs production, Higgs self-coupling constant