QCD et diffraction dans l’expérience ATLAS au LHC

par Oldřich Kepka

Thèse de doctorat en Physique. Champs, particules, matière

Sous la direction de Christophe Royon et de Alexander Kupčo.

Soutenue en 2009

à l'Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) en cotutelle avec Prague, Université Charles .


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous étudions la diffraction dure et d'événements exclusifs dans l'expérience ATLAS au LHC. Dès le démarrage du LHC, il sera possible d'identifier de tels événements en utilisant la méthode des domaines en rapidité vides d'énergie. Une méthode alternative pour mesurer l'énergie dans le calorimeter et identifier de tels événements est developpée. Nous décrirons également l'installation de détecteurs de protons à l'avant (AFP) approchant la ligne de faisceau à quelques millimètres qui sont nécessaires à haute luminosité. La production diffractive exclusive la plus simple est due a l'échange de deux photons, processus qui a été implementé dans le générateur FPMC. On utilise dans cette thèse la production de paires de boson Z et W pour calculer les sensibilités dans les couplages de jauge anormaux trilinéaires et quartiques entre les bosons électrofaibles et le photon. Les résultats sont particulièrement importants pour les couplages quartiques où la sensibilité actuelle peut être ameliorée par presque deux ordres de grandeur avec les premières données, et quatre ordres de grandeur à haute luminosité en utilisant les détecteurs à l'avant. D'autre part, les événements dimuons produits par échange de photons sont également importants pour aligner les détecteurs à l'avant. Un autre type d'événements diffractifs exclusifs concerne la production centrale initiée par l'échange de deux gluons. On a comparé en detail la prédiction des modèles exclusifs de production de jets avec les mesures realisées au Tevatron. Ceci est crucial pour prédire les sections efficaces de production de boson de Higgs au LHC qui est une part importante du programme de physique d'AFP.

  • Titre traduit

    QCD and Diffraction in the ATLAS Experiment at the LHC


  • Résumé

    This thesis is devoted to study the hard diffractive and exclusive events at the experiment ATLAS. Right after the start-up of a new proton accelerator LHC in CERN they will be identified using the rapidity gap method. We therefore developed an alternative definition of the observed energy in the ATLAS calorimeter to identify diffractive and exclusive events. During the high luminosity operation of the accelerator, forward detectors (AFP) recently proposed to be installed far from the interaction point approaching the beam at few millimeters will allow to tag the intact scattered protons in these events unambiguously. The simplest exclusive production is due to the exchange of two photons. We implemented two-photon exchanges in FPMC generator and analyzed the two-photon production of W and Z-pairs decaying leptonically to calculate sensitivities on triple and quartic anomalous gauge couplings of electroweak boson to photons. The obtained results are remarkable mainly for the quartic couplings. Their current limits can be improved by almost two orders of magnitude with early data and by four orders of magnitude using large luminosity and AFP detectors. In addition, we used two-photon dimuon events to determine the time needed to align one of the AFP stations with respect to beam to a desired precision. Another type of exclusive events is the central exclusive production (CEP) initiated by the exchange of two gluons. We compared in detail the prediction of the available models to the Tevatron exclusive dijet data. This is crucial to predict the cross section at the LHC where the CEP of Higgs boson is an important part of the AFP physics program.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (196 p.-4 f.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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(2009)150
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