Detection of doubly changed higgs boson in the CMS detector

Abstract

With the introduction of scalar triplet Higgs, the current neutrino mass problem can be solved. This thesis is dedicated to the search for the experimental signatures that can lead to the discovery of the scalar triplet component called doubly charged Higgs boson. Several Monte Carlo studies have been carried out to derive appropriate selection rules to distinguish the new particles from the Standard Model background. This thesis is organized as follows. In the beginning there is a short overview of the Large Hadron Collider (LHC) accelerator and Compact Muon Solenoid (CMS) detector in Chapter 2. Chapter 3 discusses the electroweak symmetry breaking (EWSB) problem and conventional solutions in supersymmetry (SUSY). The Little Higgs framework as an alternative to SUSY is introduced and related to neutrino physics and experimental phenomenology at LHC. In Chapter 4 the principles of Monte Carlo (MC) simulation experiments are described in context of CMS software environment and relevant characteristics of the performance of the detector are outlined. In Chapter 5 the detection possibilities of doubly charged Higgs boson in CMS experiment are shown. Chapter 6 contains conclusions. The summaries of the related publications are given in the Chapter 7. Lisades Standardmudelile skalaarse tripleti, millel on vastasmõju ainult leptonite ja elektronõrga sektoriga, võib ennustada uut osakest, topeltlaetud Higgsi bosonit. Käesolev doktoritöö võtab kokku viis autori poolt doktoriõpingute perioodil avaldatud publikatsiooni, milles on uuritud topeltlaetud Higgsi bosoni avastamise võimalusi peagi käikumineval LHC kiirendil. Doktoritöö algab ülevaatega Suurest Hadronite Põrkurist (LHC) ja selle CMS-i eksperimendi riistvarast. Järgeb ülevaade elektronõrga sümmeetria rikkumise probleemist (EWSB) ja supersümmeetriast (SUSY) kui võimalikust lahendusest sellele. Alternatiivse võimalusena on tutvustatud väiksemat Higgsi mudelit ja näidatud, kuidas seda saab siduda neutriinode füüsikaga LHC eksperimendis. Neljas peatükk kirjeldab Monte Carlo eksperimentide põhimõtteid ja annab ülevaate vastavast CMS tarkvarast. Viies peatükk võtab kokku erinevad MC uuringud topeltlaetud Higgsi bosoni kohta. Töö lõppeb põgusa kokkuvõtte ja ülevaatega lisatud publikatsioonidest.