Recherche du boson de Higgs dans le canal de désintégration en deux photons avec le détecteur ATLAS au LHC

par Pauline Bernat

Thèse de doctorat en Physique des particules

Sous la direction de Marumi Kado.

Soutenue en 2010

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    La première partie présente une étude sur l’uniformité intrinsèque du calorimètre EM en utilisant la mesure du temps de dérive des électrons d’ionisation. 500 000 signaux provenant de rayons cosmiques sont enregistrés et comparés à la forme du signal prédite en utilisant la méthode FPM (First Principle Method). L’impact de l’uniformité du temps de dérive sur la réponse du calorimètre dans le Middle est estimé à 0. 29 ± 0. 01%. Avec la variation de l’épaisseur des plaques de plomb estimée à 0. 18%, l’uniformité intrinsèque est estimée à 0. 34%. La seconde partie traite la question de l’estimation de la matière en amont du calorimètre en cartographiant le détecteur interne. Cette mesure est relative à une partie du détecteur bien connue et isolée : le tube à vide (Beam Pipe). La mesure de la quantité de matière dans le BP est présentée. Comme un grand nombre des photons proviennent de mesons 0, le flux initial de photons intervenant dans le taux de conversion est normalisé aux désintégrations Dalitz de 0. Le taux de conversions dans le BP estimé avec les premières données est en accord avec la simulation à 6% près. La dernière partie présente une étude de la normalisation du signal et des fonds et du pouvoir discriminant dans l’analyse inclusive H-> à 14 TeV. Différents générateurs et programmes sont utilisés pour extraire une normalisation NLO du signal et du bruit de fond irréductible. Les incertitudes systématiques associées sont estimées à 16% et 26% respectivement. Le pouvoir discriminant du moment transverse du système diphoton et du cos* est réévalué. Une nouvelle normalisation du bruit de fond semi-réductible au NLO, prenant en compte la réjection différente des jets provenant de quark ou de gluon estimée à 1. 9±0. 6. Enfin, les perspectives d’exclusion du boson de Higgs dans le canal avec les premières données à 7 TeV sont présentées.

  • Titre traduit

    Search for the standard model Higgs boson in the diphoton channel with the ATLAS detector at LHC


  • Résumé

    This document comprises of three parts related to the search for the Higgs boson in the  channel with the ATLAS detector. The first part presents a study of the intrinsic uniformity of the EM barrel calorimeter using the drift time measurement of ionization electrons. 500 000 cosmic muon pulses have been recorded and compared to the signal shape predicted using the First Principle Method. The impact of the drift time uniformity derived in the Middle layer on the calorimeter response uniformity is found to be of 0. 29 ± 0. 01%. With the lead thickness variation expected to contribute by 0. 18%, this leads to an intrinsic uniformity of 0. 34%. The second part treats the question of the estimate of the material upstream of the calorimeter using the material mapping in the inner detector. This measurement is done relatively to a well isolated and welll known material: the Beam Pipe (BP). A study of the material in the BP using photon conversions is presented. Given that a large fraction of the photons originate from 0 mesons, the initial flux of photons arising in the conversion rate is normalized to the 0 Dalitz decays. The BP conversion rate estimated in the first data at 7 TeV centre-of-mass energy agrees with Monte-Carlo (MC) prediction at 6% of accuracy. The last part presents a study of the normalizations of the signal and background and the discriminating potential in the H ->  inclusive analysis at 14 TeV energy. Different programs and MC simulations are used to estimate a Next-to-Leading Order normalization of the signal and irreducible background. Associated systematic uncertainties respectively amount to 16% and 26%. The discriminating power of the diphoton transverse momentum and the cos* is reappraised. A refined NLO normalization of the semi-reducible background accounting for the different rejection of jets from quarks or gluons is proposed. It amounts to 1. 9 ± 0. 6. Finally, the prospects for exclusion of the Higgs boson in the  channel with the first data at 7 TeV are presented.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (274 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 267-274

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2010)70
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