論文の概要: Reconstruction of boosted and resolved multi-Higgs-boson events with symmetry-preserving attention networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.03819v1
• Date: Thu, 05 Dec 2024 02:24:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-06 14:39:03.108494
• Title: Reconstruction of boosted and resolved multi-Higgs-boson events with symmetry-preserving attention networks
• Title（参考訳）: 対称性保存型アテンションネットワークを用いた強化・分解多重ヒッグス・ボソン現象の再構成
• Authors: Haoyang Li, Marko Stamenkovic, Alexander Shmakov, Michael Fenton, Darius Shih-Chieh Chao, Kaitlyn Maiya White, Caden Mikkelsen, Jovan Mitic, Cristina Mantilla Suarez, Melissa Quinnan, Greg Landsberg, Harvey Newman, Pierre Baldi, Daniel Whiteson, Javier Duarte,
• Abstract要約: 我々はSPA-Netアプローチに一般化を導入し、強化と解決された再構築可能性の両方を同時に検討する。 SPA-Net法によりヒッグス粒子再構築の純度は57～62%向上した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 39.81062177256674
• License:
• Abstract: The production of multiple Higgs bosons at the CERN LHC provides a direct way to measure the trilinear and quartic Higgs self-interaction strengths as well as potential access to beyond the standard model effects that can enhance production at large transverse momentum $p_{\mathrm{T}}$. The largest event fraction arises from the fully hadronic final state in which every Higgs boson decays to a bottom quark-antiquark pair ($b\bar{b}$). This introduces a combinatorial challenge known as the \emph{jet assignment problem}: assigning jets to sets representing Higgs boson candidates. Symmetry-preserving attention networks (SPA-Nets) have been been developed to address this challenge. However, the complexity of jet assignment increases when simultaneously considering both $H\rightarrow b\bar{b}$ reconstruction possibilities, i.e., two "resolved" small-radius jets each containing a shower initiated by a $b$-quark or one "boosted" large-radius jet containing a merged shower initiated by a $b\bar{b}$ pair. The latter improves the reconstruction efficiency at high $p_{\mathrm{T}}$. In this work, we introduce a generalization to the SPA-Net approach to simultaneously consider both boosted and resolved reconstruction possibilities and unambiguously interpret an event as "fully resolved'', "fully boosted", or in between. We report the performance of baseline methods, the original SPA-Net approach, and our generalized version on nonresonant $HH$ and $HHH$ production at the LHC. Considering both boosted and resolved topologies, our SPA-Net approach increases the Higgs boson reconstruction purity by 57--62\% and the efficiency by 23--38\% compared to the baseline method depending on the final state.
• Abstract（参考訳）: CERN LHCにおける複数のヒッグス粒子の生成は、トリリニアおよびクォートなヒッグス自己相互作用強度を測る直接的な方法を提供し、また、大きな横運動量$p_{\mathrm{T}}$で生産を増強できる標準モデル効果を超える潜在的なアクセスを提供する。 最大の事象は、全てのヒッグス粒子が底クォーク-反クォーク対(b\bar{b}$)に崩壊する完全ハドロン状態から生じる。 これは、ヒッグス・ボソン候補を表す集合にジェットを割り当てることである \emph{jet assignment problem} として知られる組合せ的挑戦を導入する。 この課題に対処するために、SPA-Nets(Symmetry-Preserving attention network)が開発された。 しかし、同時に$H\rightarrow b\bar{b}$再構成可能性、すなわち、$b$クォークまたは$b\bar{b}$ペアで開始された合併シャワーを含む1つの「ブースト」大半径ジェットを含む2つの「解決」小半径ジェットを考えると、ジェットの割り当ての複雑さは増大する。 後者は、高い$p_{\mathrm{T}}$で再構築効率を改善する。 本研究では,SPA-Netの手法を一般化し,再構築可能性の向上と解決可能性の両面を同時に検討し,イベントを「完全に解決された」,「完全に強化された」,あるいはその中間に解釈する。 本稿では,ベースライン法の性能,元のSPA-Netアプローチ,およびLHCにおける非共鳴$HH$および$HH$生産における一般化バージョンについて報告する。 SPA-Net法は, トポロジの増大と分解の両方を考慮すると, 最終状態に応じてヒッグス粒子の復元純度を57-62-%, 効率を23-38-%向上させる。

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