Study of heavy bosons production in 3-3-1 models with the ATLAS detector at LHC

Tra le teorie oltre il Modello Standard il modello 331 risulta essere una motivata estensione del Modello Standard. Tale modello è di grande interesse fenomenologico e sperimentale poiché costituisce l'unica estensione del Modello Standard che introduce nella teoria sia un bosone doppio carico scalare ($H^{\pm\pm}$) che un bosone doppio carico vettore ($Y^{\pm\pm}$). Lo studio presentato in questo elaborato ha come scopo il determinare una modalità per discriminare il segnale associato al bosone scalare $H^{\pm\pm}$ dal segnale relativo al bosone vettore $Y^{\pm\pm}$, nel caso in cui ad LHC si abbia evidenza sperimentale relativa ad un generico bosone doppio carico, con una trascurabile contaminazione da parte del fondo dal Modello Standard. Si impiegano campioni MC generati per un'energia del centro di massa di $\sqrt{s} = 13$ TeV considerando un benchmark point tale da porre i valori per le masse dei bosoni a $m_{H^{\pm\pm}} = m_{Y^{\pm\pm}} = 1000$ GeV. Il processo preso in esame è $pp \longrightarrow Y^{++}Y^{--}(H^{++}H^{--}) \longrightarrow \ell^+\ell^+\ell'^-\ell'^-$, dove lo stato finale risulta essere comprensivo di due coppie di leptoni aventi uguale sapore e medesima carica elettrica. Tutti i sapori dei leptoni sono considerati. L'analisi, volta a discriminare i due bosoni menzionati, è condotta basandosi sulle distribuzioni ottenute al truth level relative alle variabili associate allo stato finale considerato. Poiché le distribuzioni risultanti non risultano essere sufficientemente differenti da consentire una discriminazione tramite un approccio cut-based, si svolge una analisi multivariata impiegando diversi classificatori: BDTs, MLP e discriminante di Fisher. I tre metodi, allenati e testati, risultano avere prestazioni simili. Sebbene i segnali associati ad $Y^{\pm\pm}$ e $H^{\pm\pm}$ risultino simili, è possibile discriminare il bosone vettore dallo scalare. In particolare, si ottiene un massimo potere di rigetto dell'ipotesi spin 0 al $80\%$ CL.