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Higgs-Boson Production in Association with Heavy Quarks

AIP Conference Proceedings 11/2006; 903(1). DOI: 10.1063/1.2735139
Source: arXiv

ABSTRACT

Associated production of a Higgs boson with a heavy, i.e. top or bottom, quark-anti-quark pair provide observation channels for Higgs bosons at the LHC which can be used to measure the respective Yukawa couplings. For the light supersymmetric Higgs boson we present SUSY-QCD corrections at the one-loop level, which constitute a significant contribution to the cross section.

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    • "We work in the 5− flavor number scheme for simplicity and consider the associated production of a b quark and a Higgs boson. The bb → H rate is known to NNLO QCD[16], along with the full electroweak and SUSY QCD corrections[17] [18]. When an outgoing b quark is tagged, the rate is lower, but the background is significantly reduced, making this an important channel. "
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    ABSTRACT: In models with an enhanced coupling of the Higgs boson to the bottom quark, the dominant production mechanism in hadronic collisions is often the partonic sub-process, bg ->bH. We derive the weak corrections to this process and show that they can be accurately approximated by an "Improved Born Approximation". At the Tevatron, these corrections are negligible and are dwarfed by PDF and scale uncertainties for M_H < 200 GeV. At the LHC, the weak corrections are small for M_H < 500 GeV. For large Higgs boson masses, the corrections become significant, and are ~18% for M_H ~ 1 TeV at E_CM=10 TeV.
    Preview · Article · Feb 2010 · Physical review D: Particles and fields

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    ABSTRACT: Le sujet de ma thèse recouvre deux aspects. En premier lieu, l'objectif était d'étudier et d'améliorer les méthodes de calcul à une boucle pour les corrections radiatives dans le cadre des théories de champs perturbatives. En second lieu, l'objectif était d'appliquer ces techniques pour calculer les effets dominants des corrections radiatives electrofaibles au processus important de production de Higgs associé à deux quarks bottom au LHC (Large Hadron Collider) du CERN. L'étude concerne le Higgs du Modèle Standard. Le premier objectif est d'importance plutôt théorique. Bien que la méthode générale pour le calcul à une boucle des corrections radiatives dans le modèle standard soit, en principe, bien compris par le biais de la renormalisation, il y a un certain nombre de difficultés techniques. Celles-ci sont liées aux intégrales de boucle. Pour les processus avec plus de 4 particules externes, les expressions d'amplitude obtenues en utilisant la méthode d'analyse sont extrêmement lourdes et très difficiles à manipuler. Dans cette thèse, nous avons étudié ce problème et réalisé que tout le calcul peut être facilement optimisé si l'on utilise la méthode des amplitudes d'hélicité. Un autre problème est lié aux propriétés analytiques des intégrales scalaires. Une partie importante de cette thèse est consacrée à ce problème et à l'étude des équations de Landau. Nous avons trouvé des effets significatifs en raison de singularités de Landau dans le processus de production de Higgs associé à deux quarks bottom au LHC. Le deuxième objectif est d'ordre pratique avec des conséquences expérimentales. On peut résumer les résultats obtenus dans cette thèse comme suit. Si la masse du Higgs est d'environ 120GeV, la correction au premier ordre dominant est petite de l'ordre d'environ -4%. Si la masse de Higgs est d'environ 160GeV, seuil de production d'une paire de W par le Higgs, les corrections électrofaibles bénéficient du couplage fort du Yukawa du top et sont amplifiées par la singularité de Landau conduisant à une importante correction d'environ 50%.
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