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Suche nach Verletzung der Leptonflavourzahlen im Zerfall von Higgs- und weiteren Bosonen

Search for Lepton Flavour Violation in decays of Higgs and other bosons 


 

LVF Event Display

Display of a candidate event for the analysis searching for lepton-flavour violating decays of the Higgs boson (H→eτμ / H→μτe). The electron is indicated by a green track and the muon by a red track. The dashed line represents the direction of ETmiss vector, and there are two VBF jets marked with turquoise cones.

 

BSc-Themen:

1) Optimierte Signalselektion mittels Verstärkten Entscheidungsbäumen 

Die Selektion von Signalereignissen für die Signalprozesse H→eτμ  und  H→μτe   soll mit Hilfe von verstärkten Entscheidungsbäumen (Boosted Decision Trees) optimiert werden. Die beste Werte für die Hyperparemeter des BDT sollen dabei mit dem Software Optuna bestimmt werden. Das Ergebnis wird mit einer bereits existierenden Selektion basierend auf einem Neuronalen Netzwerk verglichen werden.Eventuell soll das Netzwerk auch nochmals optimiert werden.  

2) Optimierung der Zuordnung der Leptonen zum Zerfall des Higgs-Bosons und des Tau-Leptons 

Die korrekte Zuordnung der beiden Leptonen zum Zerfall des Higgs-Bosons und des Tau-Leptons hat einen großen Einfluss auf die Sensitivität der Datenanalyse: die Auflösung der rekonstruierten Masse des Higgs-Boson Kandidaten als auch die Trennkraft der Observablen, die zum Training in Methoden des   Maschinellen Lernens für die Signalselektion verwendet werden, hängen entscheidend vom Anteil korrekter Zuordnungen ab. Zur Zeit erfolgt die Zuordnung über die Größe des Transveralsimpulses der beiden Leptonen in Pseudoruhessystem des Higgs-Boson-Kandidaten. Methoden des Maschinellen Lernens wie verstärkte Entscheidungsbäume und Neuronale Netzwerke sollen entwickelt und optimiert werden, um den Anteil korrekter Zuordnungen zu verbessern. Der Einfluss auf die Massenauflösung soll ebenfalls untersucht werden.

 

MSc-Topics:

1 ) Search for lepton flavour Higgs boson decay  H→eτhad  / H→μτhad  using the symmetry method 

The daten-driven symmetry method shall also be developed for hadronically decaying tau leptons in the signal process  H→eτhad  / H→μτhad.   So far this ansatz is only used in final states with one electron and one myon. The validity of the method for this new final states with hadronically decaying tau-leptons has to be checked. Here the symmetry assumption for the background is in addition to the features for leptonic final states violated also by different probabilities of electron and muons to wrongly be identified as tau-leptons ( so called fake probabilities).
This fake probabilities shall be determined in a daten-driven approach. The selection for  H→eτhad  / H→μτhad  shall be developed using machine learning techniques. The statistical model shall be developed and be validated. 
 
2 ) Search for lepton flavour Z' decays  Z'→eτmu  / Z'→μτe  using the symmetry method 
The daten-driven symmetry method shall also be developed for hypthetically Z' bosons decaying via  Z' →eτmu  / Z' →μτe.   As the mass of the Z' boson is not known new selection and anylsis strategies need to be developed Parametrized Neural Networks shall be used. The statistical model shall be developed and be validated. 
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