Kurzfassung
Diese Arbeit präsentiert eine Suche nach einem leichten, neutralen Higgs-Boson, welches in ein Paar von b-Quarks zerfällt. Ein derartiges Higgs-Boson wird in gewissen Szenarien des Nächstminimalen Supersymmetrischen Standardmodells (NMSSM) vorhergesagt. Der NMSSM-Higgs-Sektor besitzt zwei komplexe Higgs-Dubletts und ein zusätzliches Higgs-Singulett-Feld. Falls das leichteste Higgs-Boson einen großen Singulett-Anteil hat, könnte es in vorhergehenden Suchen bei LEP, Tevatron und LHC unentdeckt geblieben sein. Es würde jedoch in Neutralino-Zerfällen innerhalb von supersymmetrischen Kaskaden in beachtlichem Maße produziert werden. Diese Analyse ist die erste Suche am LHC nach Higgs-Bosonen im Massenbereich unter 100 GeV im b-Quark-Endzustand. Es werden Daten verwendet, die durch das CMS-Experiment im Jahr 2012 bei einer Schwerpunktsenergie von 8 TeV aufgezeichnet wurden und einer integrierten Luminosität von 19.7 fb−1 entsprechen. Ereignisse mit einem Paar von b-Quark-Jets, mindestens zwei hochenergetischen Jets und großer fehlender Transversalenergie werden selektiert. Die invariante Masse der zwei b-Quark-Jets wird mit dem vom Standardmodell erwarteten Untergrund verglichen und ist gut mit diesem verträglich. Die Ergebnisse werden in Form von oberen Grenzen auf Wirkungsquerschnitte und innerhalb von NMSSM-Szenarien mit leichtem Higgs-Boson interpretiert. Ein Standardszenario des NMSSM, das modifizierte P4-Szenario, wird durch diese Analyse ausgeschlossen.
A search for a light neutral Higgs boson decaying into a pair of b quarks is presented. Such Higgs bosons are predicted by certain scenarios of the Next-to-Minimal Supersymmetric Standard Model (NMSSM), whose Higgs sector has two complex Higgs doublets and an additional Higgs singlet. If the lightest Higgs boson has a sizeable singlet admixture, it may have escaped detection in previous searches at LEP, Tevatron, and LHC, but could be produced at a substantial rate in neutralino decays within supersymmetric cascades. This analysis is the first search for Higgs bosons in the mass range below 100 GeV in the b-quark final state at the LHC. It uses a data sample corresponding to an integrated luminosity of 19.7 fb−1, which has been recorded by the CMS experiment in 2012 at a centre-of-mass energy of 8 TeV. Events with a pair of b-tagged jets, at least two very energetic jets, and large missing energy are selected. The invariant mass of the two selected b-tagged jets is used to extract the signal. The observed invariant-mass spectrum is in good agreement with the background expected from Standard-Model processes. The results are interpreted in terms of cross-section limits and within light-Higgs-boson scenarios of the NMSSM. The modified P4 benchmark scenario of the NMSSM is excluded by this analysis.