Préparation de l'expérience ATLAS : étalonnage électronique du calorimètre électromagnétique, mesure de la polarisation des bosons W dans la décroissance des quarks top

par Julien Labbé

Thèse de doctorat en Physique des particules

Sous la direction de Johann Collot, Benjamin Trocmé et de Benoît Clément.

Soutenue en 2009

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Le collisionneur LHC du CERN permettra de sonder la matière à des énergies inédites en laboratoire. Le Modèle Standard et ses extensions potentielles seront testés à l'échelle d'énergie du TeV. L'expérience ATLAS est pour cela installée à l'un des quatre points d'interaction du LHC. Le quark top y sera produit en grande quantité. Des résultats compétitifs sur ses mécanismes de production et de décroissance seront rapidement obtenus. Contrairement aux autres quarks, celui-ci ne s'hadronise pas : les effets de spin sont observables. Il se désintègre en un boson W et un quark beau, qui sont polarisés par la violation de la symétrie de parité de l'interaction faible. Cette thèse présente l'étude prospective de la polarisation des bosons W produits dans la décroissance, en un lepton chargé et un ensemble de jets, des paires de quarks top. Cette mesure est réalisée par la prédiction de la distribution angulaire expérimentale du lepton chargé, pour chaque état d'hélicité du boson W. Elle permet de contraindre le vertex d'interaction entre le quark top, le boson W et le quark beau. La sensibilité de l'expérience ATLAS aux différents couplages anormaux du vertex d'interaction est estimée dans une approche générique. La validation des résultats d'ATLAS nécessitera une bonne connaissance des détecteurs. Son calorimètre électromagnétique est notamment caractérisé par étalonnage électronique. Cette thèse présente l'étude de deux effets parasites, la gigue et la diaphonie, conduite sur le calorimètre électromagnétique d'ATLAS lors de son installation finale. L'intérêt des analyses de diaphonie pour la caractérisation des voies défectueuses du calorimètre est également dégagé.


  • Résumé

    The CERN Large Hadron Collider (LHC) will probe the fundamental constituents of matter at an unprecedented microscopic scale. This instrument will lead to further tests and constraints of the Standard Model and its potential extensions at the energies of few TeV. The ATLAS experiment is therefore installed at one of the four interaction points of the LHC. The top quark will be abundantly produced at LHC. Competitive results on its production and decay mechanisms should be quickly obtained. Unlike the other quarks, the top quark does not have time to hadronize before it decays, then allowing spin effects to be measured. It decays into a W boson and a bottom quark, which are polarized by the parity symmetry violation of the weak interaction. In this thesis, the polarization of the W bosons produced in the decay of top quark pairs into a charged lepton and many jets is studied. This measurement is performed by predicting the experimental angular distribution of the charged lepton for each helicity state of the W boson. It allows to constraint the interaction vertex between the top quark, the W boson and bottom quark. The sensitivity of the ATLAS experiment on anomalous couplings of this vertex is estimated in a generic, model-independent, approach. The validation of ATLAS's results will require a good knowledge of all its instruments. Its electromagnetic calorimeter is in particular characterized with an electronic calibration. This thesis presents the jitter and crosstalk studies realized on the ATLAS electromagnetic calorimeter during its final installation. Moreover, the interest of crosstalk analyzes for problematic channels identifcation is shown.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (264 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 133 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS09/GRE1/0115/D
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  • Cote : TS09/GRE1/0115
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