Mesures de la luminosité absolue à l'expérience LHCb

par Plamen Hopchev

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Bolek Pietrzyk.

Soutenue le 25-11-2011

à Grenoble , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire d'Annecy-le-vieux de Physique des particules (équipe de recherche) .

Le président du jury était Lucia Di Ciaccio.

Le jury était composé de Bolek Pietrzyk, Jaap Panman, Aurelien Barrau, Daniel Santos, Julien Lavalle, Luc Bousquet.

Les rapporteurs étaient Massimiliano Ferro-luzzi, Witold Kozanecki, Jean-paul Morniroli.


  • Résumé

    Les mesures de la luminosité intégrée pour les expériences auprés de collisionneur ont un intérêt majeur. Ces mesures participent à la détermination des sections efficaces de production des processus étudiés, elles quantifient également les performances de l'accélérateur et des expériences. Deux méthodes ont été utilisées par l'expérience LHCb pour déterminer la mesure de la luminosité absolue enregistrée durant la campagne 2010 de prise de données des collisions proton-proton à une énergie de 7 TeV dans le centre de masse: outre la méthode classique applelée "Van der Meer scan" une nouvelle technique est développée permettant une détermination directe des paramètres de chaque faisceau en localisant les interactions faisceau-faisceau et les interactions faisceau-gaz résiduel. Cette méthode n'est possible que grace à la résolution du détecteur de vertex de LHCb et sa proximité avec la zone des faisceaux de protons et les paramètres tels la position, les angles et les largeurs des faisceaux peuvent être mesurés. Les deux methodes sont décrites et leurs résultats discutés. De plus les techniques utilisées pour étendre les mesures de luminosité absolue à l'ensemble de la prise de données 2010 sont décrites.

  • Titre traduit

    Absolute luminosity measurements at LHCb


  • Résumé

    Absolute luminosity measurements are of general interest for colliding-beam experiments at storage rings. These measurements are necessary to determine the absolute cross-sections of reaction processes and are valuable to quantify the performance of the accelerator. LHCb has applied two methods to determine the absolute scale of its luminosity measurements for proton-proton collisions at the 2010 LHC run at a centre-of-mass energy of 7 TeV. In addition to the classic ``van der Meer'' scan method a novel technique has been developed which allows a direct imaging of the individual beams to be made by measuring both proton-gas and proton-proton interactions. The beam imaging method is made possible by the high resolution of the LHCb vertex detector and the close proximity of the detector to the beams, and allows beam parameters such as positions, angles and widths to be determined. We describe both methods and compare the two results. In addition, we present the techniques used to transport the absolute luminosity measurement to the full data-taking period.


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