The following master thesis concerns the study of the associated production of a Z boson and of a Higgs boson in e^+ e^- annihilation. This process will be easily accessible to the new lepton accelerators under study at CERN (FCC) and in China (CEPC); thanks also to the planned high precision, it will be possible to obtain useful information about the Higgs boson properties and about possible new physics effects beyond the Standard Model. Through a Montecarlo numerical simulation, the total cross section of the process for centre of mass energy in the range between 150 and 360 GeV, both in the presence of signal only and considering also all the background processes, has been calculated. In the present study Initial State Radiation Effects have been considered at all the perturbative orders in soft and collinear approximation, through the electron structure function method, reaching a relative precision of the order of 10^-4/10^-5, which is suitable for the experimental accuracy of the project. In addition to the study of the total cross section, some differential distributions relevant to the precision study of the Higgs boson properties have been also examined.
La presente tesi magistrale riguarda lo studio del processo di produzione associata di un bosone Z e un bosone di Higgs in annichilazione e^+ e^-. Tale processo sarà accessibile ai nuovi acceleratori leptonici in fase di studio al CERN (FCC) e in Cina (CEPC); grazie anche all’altissima precisione prevista, si potranno ricavare informazioni sia sulle caratteristiche del bosone di Higgs che sulla presenza di eventuali effetti di nuova fisica. Attraverso una simulazione numerica Montecarlo, è stato effettuato il calcolo della sezione d’urto totale del processo in un range di energie rispetto al centro di massa compreso tra 150 e 360 GeV, sia in presenza del solo processo di segnale che tenendo conto dei canali di background. In tale studio sono state prese in considerazione le correzioni radiative elettromagnetiche di stato iniziale a tutti gli ordini perturbativi nel limite di emissione soffice/collineare, secondo l’approccio a funzioni di struttura dell’elettrone, raggiungendo un’accuratezza relativa dell’ordine di 10^-4/10^ -5, adeguata all’accuratezza sperimentale del progetto. Oltre allo studio della sezione d’urto totale si sono esaminate varie distribuzioni differenziali significative ai fini dello studio di precisione delle proprietà del bosone di Higgs.
QED corrections to Higgs boson associate production in e^+ e^- annihilation
VOLPI, GABRIELE
2016/2017
Abstract
The following master thesis concerns the study of the associated production of a Z boson and of a Higgs boson in e^+ e^- annihilation. This process will be easily accessible to the new lepton accelerators under study at CERN (FCC) and in China (CEPC); thanks also to the planned high precision, it will be possible to obtain useful information about the Higgs boson properties and about possible new physics effects beyond the Standard Model. Through a Montecarlo numerical simulation, the total cross section of the process for centre of mass energy in the range between 150 and 360 GeV, both in the presence of signal only and considering also all the background processes, has been calculated. In the present study Initial State Radiation Effects have been considered at all the perturbative orders in soft and collinear approximation, through the electron structure function method, reaching a relative precision of the order of 10^-4/10^-5, which is suitable for the experimental accuracy of the project. In addition to the study of the total cross section, some differential distributions relevant to the precision study of the Higgs boson properties have been also examined.È consentito all'utente scaricare e condividere i documenti disponibili a testo pieno in UNITESI UNIPV nel rispetto della licenza Creative Commons del tipo CC BY NC ND.
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https://hdl.handle.net/20.500.14239/25482