Kurzfassung
Die Existenz mehrerer neutraler Higgsbosonen wird in vielen Modellen vorhergesagt, die eine Erweiterung des skalaren Sektors im Standardmodell beinhalten. Dies sind insbesondere das allgemeine Zwei-Higgs-Dublett Modell (2HDM) sowie die minimale supersymmetrische Erweiterung des Standardmodells (MSSM). Zahlreiche Szenarien sagen eine
Verstärkung der Kopplung der neutralen Higgsbosonen an Bottomquarks vorher. In dieser Arbeit wird eine Suche nach neutralen Higgsbosonen präsentiert, die in Assoziation mit mindestens einem weiteren Bottomquark produziert werden und in ein Bottomquarkpaar zerfallen. Dabei soll mindestens ein b-Hadron semileptonisch im Myon-Kanal zerfallen. Der Datensatz wurde mit dem CMS Detektor am LHC im Jahr 2017 in Proton-Proton-Kollisionen mit einer Schwerpunktsenergie von √s = 13 TeV aufgenommen und entspricht einer integrierten Luminosität von 36.5 fb−1 . Im Endzustand muss ein Myon innerhalb eines der beiden höchstenergetischen Jets im Ereignis liegen, die überwiegend aus der Fragmentation der Tochterpartonen des Higgsbosons stammen. Die Forderung dieses zusätzlichen Myons reduziert die Triggerraten erheblich, wodurch relativ niedrige Higgs-bosonmassen bis herab zu 125 GeV getestet werden können. Die gemessene Verteilung der invarianten Masse der beiden Jets stimmt mit der Vorhersage des Standardmodel-
luntergrunds überein. Daher werden strenge Grenzen für das Produkt aus Produktion-swirkungsquerschnitt und Zerfallsrate für Higgsbosonmassen bis zu 700 GeV extrahiert. Diese Grenzen werden im Parameterraum verschiedener MSSM und 2HDM Szenarien interpretiert.
The existence of several neutral Higgs states is predicted in many models comprising an enlargement of the Standard Model (SM) scalar sector, notably the general Two-Higgs-Doublet Model (2HDM) and the Minimal Supersymmetric Extension of the Standard Model (MSSM). Many of these scenarios predict an enhancement of the coupling of the neutral Higgs bosons to bottom quarks. A search for neutral Higgs bosons decaying into a b-quark pair in the semi-leptonic channel and produced in association with at least an additional bottom quark at the LHC is presented. The corresponding data sample was collected at CMS during proton-proton collisions in 2017 at a centre-of-mass energy of √s = 13 TeV corresponding to an integrated luminosity of 36.5 fb−1 . In the final state, a muon must lie within the cone of any of the two most energetic b-jets in the event. The latter are initiated from the partons stemming from the Higgs boson decay. The soft muon requirement drives down considerably the trigger rates, allowing to probe Higgs bosons with masses as low as 125 GeV. The observed di-jet invariant mass distribution is compatible with the background-only prediction of the Standard Model. Therefore, stringent exclusion limits are extracted on the production cross-section times branching fraction of the signal process for Higgs boson masses ranging up to 700 GeV. The exclusion limits are further translated into the parameter space of several MSSM and 2HDM benchmark scenarios.