Author: Nicolò Favagrossa (Università degli Studi di Milano)

This repository contains a computational physics analysis aimed at identifying the production mechanisms of the Higgs boson at the Large Hadron Collider (LHC). The project is divided into two main parts:

1. Theoretical Simulation: Using MadGraph5_aMC@NLO to generate Monte Carlo samples for the main Higgs production topologies (ggF, VBF, WH, ZH) and study their kinematic signatures.
2. Blind Sample Analysis: Analyzing blind samples from ATLAS Open Data ($H \rightarrow ZZ^* \rightarrow 4\ell$ channel) to identify the most probable production mechanism for each sample (A, B, C, D) by comparing their kinematic distributions with our theoretical simulations.

The four-lepton invariant mass ($m_{4\ell}$) allows for a clean reconstruction of the Higgs boson mass peak around 125 GeV.

By comparing the kinematic distributions of the blind samples with the theoretical simulations, we can perform shape matching. For instance, the transverse mass of the W boson ($m_{W,T}$) strongly suggests that Sample D is compatible with the WH associated production mechanism, showing an excellent overlap.

• src/: Python scripts for grid generation, Delphes/parton level analysis, and kinematic comparisons.
• results/: Output plots, shape matching comparisons, and reconstructed mass distributions.
• docs/: Project documentation and assignments.

Autore: Nicolò Favagrossa (Università degli Studi di Milano)

Questa repository contiene un'analisi di fisica computazionale mirata all'identificazione dei meccanismi di produzione del bosone di Higgs al Large Hadron Collider (LHC). Il progetto è diviso in due parti principali:

1. Simulazione Teorica: Utilizzo di MadGraph5_aMC@NLO per generare campioni Monte Carlo per le principali topologie di produzione dell'Higgs (ggF, VBF, WH, ZH) e studiarne le firme cinematiche.
2. Analisi di Campioni Ciechi: Analisi di campioni anonimizzati provenienti dagli ATLAS Open Data (canale $H \rightarrow ZZ^* \rightarrow 4\ell$) per identificare il meccanismo di produzione più probabile per ciascun campione (A, B, C, D) confrontando le distribuzioni cinematiche con le nostre simulazioni.

La massa invariante a quattro leptoni ($m_{4\ell}$) permette una chiara ricostruzione del picco di massa del bosone di Higgs attorno a 125 GeV.

Confrontando le distribuzioni cinematiche dei campioni ciechi con le simulazioni teoriche, è possibile effettuare uno shape matching. Ad esempio, la massa trasversa del bosone W ($m_{W,T}$) suggerisce fortemente che il Campione D sia compatibile con il meccanismo di produzione associata WH, mostrando una sovrapposizione eccellente.

• src/: Script Python per la generazione delle griglie, analisi a livello Delphes/partonico e confronti cinematici.
• results/: Grafici di output, confronti di shape matching e distribuzioni di massa ricostruite.
• docs/: Documentazione del progetto e consegne.