Etude des propriétés du boson de Higgs dans les désintégrations en deux quark b dans l'expérience ATLAS au LHC

par Carlo Enrico Pandini

Thèse de doctorat en Physique des particules

Sous la direction de Giovanni Calderini.

Soutenue le 21-10-2016

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris) , en partenariat avec Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (laboratoire) .

Le jury était composé de Gautier Hamel De Monchenault, Gregorio Bernardi, Marumi Kado, Stefano Forte.

Les rapporteurs étaient Yves Sirois, Heather Gray.


  • Résumé

    Cette thèse est composée de deux analyses principales: la recherche du boson the Higgs (H) produit en association avec an boson vecteur (VH) dans le canal de désintégration en deux quark-b, dans le Modèle Standard (SM), avec les données du LHC Run-1 (jusqu’à Juillet 2016); la recherche d’un boson d’haute masse A, CP-odd et pseudo-scalar, dans la désintégration dans une paire ZH, avec la désintégration du H en deux quark-b, dans les données du LHC Run-2 (jusqu’à Décembre 2015). Le document est constitué de quatre Chapitres générales et trois Chapitres d’analyse: on donne une description théorétique de la physique du particule, une présentation du LHC et du détecteur ATLAS, un exposé des méthodes statistiques utilisés et des techniques de reconstruction des évènements dans ATLAS. Les Chapitres d’analyse présentent: la recherche des processus VH SM avec les données du Run-1 et du Run-2, dans le canal de désintégration en deux quark-b. En plus on présente la recherche du boson d’haute masse A, avec les données du LHC Run-2. On n’observe pas une mis en évidence du boson de Higgs SM dans ce canal de désintégration, avec une sensibilité de 1.4(0.42) déviations standard pour l’analyse des données du Run-1(Run-2). L’analyse des données du Run-1 obtient la plus hautes sensibilité attendue (2.6 déviations standard) pour ce type de recherche dans un collisionneur hadroniques. L’analyse des données du Run-2 est la première recherche de ce processus a une énergie de 13 TeV. Aucune évidence d’un boson d’haute-mass A est trouvée dans l’analyse des données du Run-2: on donné une interprétation des limites su sa production et désintégration dans le contexte des Two Higgs Double Models.

  • Titre traduit

    Study of the properties of the Higgs boson in the decay channel to a b-quark pair with the atlas experiment at the lhc


  • Résumé

    This thesis is composed of two main separate analyses: the search for the Standard Model (SM) Higgs boson in the associated production mode (VH), decaying to b-quark pairs, with data collected during the LHC Run-1 and Run-2 (until July 2016); the search for a high-mass CP-odd pseudoscalar A boson decaying to ZH pairs, with the H decaying to bottom-quark pairs, with data collected during the LHC Run-2 (until December 2015). The document is divided into four general Chapters, and three analysis Chapters: starting from an overview of the theoretical aspects of particle physics, to a description of the LHC and the ATLAS detector, an outline of the statistical methods used for data analysis and a summary of event reconstruction techniques. The analysis Chapters cover separately: the analysis of the LHC Run-1 data for the search of the VH production of the Higgs boson in the bottom-quark pair decay channel, and the same analysis performed with the LHC Run-2 data. Furthermore the search for a high-mass CP-odd pseudoscalar A boson, performed with LHC Run-2 data, is described. No evidence for a SM Higgs boson decaying to bottom-quark pairs is observed, with a significance of 1.4 (0.42) standard deviations from the analysis of LHC Run-1 (Run-2) data. The Run-1 data analysis provides the highest expected sensitivity (2.6 standard deviations) among Higgs searches in this channel at hadron colliders, while the analysis of Run-2 data is the first search performed at a center of mass energy of 13 TeV. No evidence for a massive A boson is found in the analysis of the Run-2 data, the limits set on its production and decay are interpreted in the framework of Two Higgs Doublet Models.


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