Search for a high-mass Higgs boson produced in proton-antiproton collisions at √s = 1.96 TeV with an hadronic tau in the final state

In this Thesis a search for Higgs boson production has been performed analysing data gathered by the Collider Detector at Fermilab (CDF) from proton-antiproton collisions at the center of mass energy √s = 1.96 TeV. Event selection has been optimized on Higgs decaying into W⁺W⁻ bosons in order to reconstruct final states with two charged leptons formed by either an electron and a tau or a muon and a tau focusing on taus decaying into hadrons. No evidence of Higgs production has been found analysing 4.8 fb⁻¹ of data and an upper limit has been set on the production cross section as a function of the mass mH in the range from 130 to 200 GeV/c2 with a 95% Confidence Level. For a Higgs mass hypothesis of 160 GeV/c2 the observed limit is 33.5 times the Standard Model predicted cross section σSM while the expected upper limit for the same mass is 19.6×σSM. The high recorded luminosity along with the development of new analysis techniques are expected to improve the CDF sensitivity to the search for Higgs boson with hadronic taus reconstructed in the final state, in the mass range 130 to 200 GeV/c2.

In questa Tesi viene presentata la ricerca della particella di Higgs in un campione di dati raccolti dall'esperimento Collider Detector at Fermilab (CDF) e generati dalle collisioni protone-antiprotone all'energia del centro di massa di √s = 1.96 TeV. La selezione degli eventi e' stata ottimizzata per la ricerca del bosone di Higgs quando questo decade in due bosoni W+W− con stato finale costituito da un elettrone ed un tau o da un muone ed un tau, ricostruendo il tau tramite i suoi prodotti di decadimento adronici. L'analisi, effettuata su 4.8 fb−1 di dati raccolti, non mostra alcuna evidenza della produzione dell'Higgs ma e' stato possibile determinare il limite sulla sezione d'urto di produzione in funzione della massa mH nell'intervallo tra 130 e 200 GeV/c2 con il 95% di Livello di Confidenza. Per mH = 160 GeV/c2 il limite osservato e' 33.5 volte la sezione d'urto predetta dal Modello Standard (σSM) mentre il limite atteso e' di 19.6×σSM . L'utilizzo di nuove tecniche di analisi e l'aumento del campione di dati utilizzato potranno contribuire ad aumentare la sensibilita' di CDF nella ricerca dell'Higgs con tau adronici nello stato finale, nella regione di massa 130 e 200 GeV/c2.