Etude du calorimètre électromagnétique d'ATLAS avec des muons cosmiques et du boson de Higgs par sa désintégration en 4 muons

par Mathieu Plamondon

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Laurent Serin.


  • Résumé

    Le LHC est un collisionneur proton-proton avec une énergie de 14TeV disponible dans le centre de masse qui est entré en fonction en septembre 2008. La haute luminosité qui sera atteinte permettra à l'expérience ATLAS de rechercher notamment le boson de Higgs et la nouvelle physique au-delà du Modèle Standard, mais lui impose un environnement difficile. Cette thèse porte sur deux aspects de cette expérience, le premier étant l'étude du calorimètre électromagnétique à argon liquide avant le démarrage. Ce détecteur joue un rôle prépondérant dans plusieurs analyses qui seront menées. Pendant cette période de mise en service qui a débuté en 2006, les muons cosmiques demeurent les seules particules qui permettent de le tester. Diverses méthodes ont été mises au point pour permettre un traitement adéquat de ces données. L'échelle d'énergie et l'uniformité de la réponse ont ainsi été vérifiées au niveau de 5%. L'autre partie de ce travail traite de l'isolation des muons dans la cadre du canal Higgs->ZZ*->4mu qui est considéré comme l'un des plus prometteurs pour la découverte du boson de Higgs. Des modifications aux variables d'isolation calorimétrique et avec les traces permet d'accroître la robustesse de ces critères et d'améliorer leur efficacité, notamment en présence d'empilement. Une utilisation optimale de ces variables et tenant compte de la topologie des événements de bruit de fond améliorera de 10% l'efficacité du signal Higgs->ZZ*->4mu et donc le potentiel de découverte d'ATLAS.

  • Titre traduit

    Study of the liquid argon calorimeter of ATLAS with cosmic muons and the Higgs boson by its decay into 4 muons


  • Résumé

    The Large Hadron Collider (LHC) operating since september 2008 will provide proton-proton collisions with a center of mass energy of 14TeV. For experiments like ATLAS, the high luminosity delivered gives the opportunity to search for the Higgs boson and physics beyond the Standard Model. In the first part of this thesis, a study of the electromagnetic calorimeter of ATLAS is performed with cosmic muons. During the commissioning period which began in 2006, the cosmic data were used to measure the performance of this detector and several methods had to be developed in order to analyze them properly. The energy scale and the response uniformity could both be checked to the level of 5%. The second topic of the work is related to the Higgs->ZZ*->4mu channel which is considered as one of the most promising for the Higgs boson discovery. Modifications applied to the isolation variables based on the calorimeter and tracker increase the efficiency of the criteria and make them more robust, in particular in the presence of pile-up at high luminosity. An optimal combination of the variables which takes into account the topology of the background events improves the efficiency of the Higgs->ZZ*->4mu signal by 10% and hence increasing the discovery potential of ATLAS.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (III-145 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.143-145

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2008)230
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