Study of the ZZ diboson production at CDF II

The subject of this Thesis is the production of a pair of massive Z vector bosons in the proton antiproton collisions at the Tevatron, at the center-of-mass energy sqrt(s) = 1.96 TeV. We measure the ZZ production cross section in two different leptonic decay modes: into four charged leptons (e or mu) and into two charged leptons plus two neutrinos. The results are based on the whole dataset collected by the Collider Detector at Fermilab (CDF), corresponding to 9.7 fb−1 of data. The combination of the two cross section measurements gives (pp->ZZ) = 1.38+0.28−0.27 pb, and is the most precise ZZ cross section measurement at the Tevatron to date. We further investigate the four lepton final state searching for the production of the scalar Higgs particle in the decay H ->ZZ(*)->lll'l'. No evidence of its production has been seen in the data, hence was set a 95% Confidence Level upper limit on its production cross section as a function of the Higgs particle mass, mH, in the range from 120 to 300 GeV/c2.

In questa Tesi è studiata la produzione di coppie di bosoni vettori massivi Z nelle collisioni protone antiprotone a Tevatron, ad un' energia nel centro di massa di sqrt{s} = 1.96 TeV. La sezione d’urto di produzione di ZZ è misurata in due diversi modi di decadimento leptonici: in quattro leptoni carichi (e o mu) e in due leptoni carichi e due neutrini. I risultati si basano su tutto il campione di dati raccolto dal Collider Detector at Fermilab (CDF), corrispondente a 9.7 fb−1 di dati. La combinazione delle due misure di sezione d’urto da come risultato σ(pp -> ZZ) = 1.38 +0.28−0.27 pb, ed è al momento la misura più precisa di produzione di ZZ al Tevatron. Abbiamo analizzato ulteriormente lo stato finale con quattro leptoni carichi ricercando la produzione della particella scalare di Higgs nel decadimento H -> ZZ -> lll'l'. Non è stata osservata nessuna evidenza della produzione di questa particella nei dati quindi si è ricavato un limite superiore ad un Livello di Confidenza del 95% sulla sezione d’urto di produzione in funzione della massa del bosone di Higgs mH, nell’intervallo compreso tra 120 e 300 GeV/c2.