Heavy Higgs Boson Search in the Four Lepton Decay Channel with the ATLAS Detector

par Denys Denysiuk

Thèse de doctorat en Physique des particules

Sous la direction de Samira Hassani et de Philippe Schune.

  • Titre traduit

    Recherche de bosons de Higgs de grande masse se désintégrant en 4 leptons à l’expérience ATLAS


  • Résumé

    Le sujet principal de la thèse est sur la recherche de bosons de Higgs de grande massese désintégrant en 4 leptons grâce aux données du Run-2 obtenues par le détecteur ATLASauprès du Large Hadron Collider - LHC. L'analyse correspondante, publiée à la conférenceICHEP de 2016 avec un échantillon de données de 14.8 fb-1 à 13 TeV, est décrite en détail. Etelle a été remise à jour dans cette thèse avec un échantillon de données de 36.1 fb-1 à 13 TeV.Cette recherche de bosons de Higgs de grande masse se fait indépendamment du modèle pourplusieurs largeurs de masse du boson : approximation de largeur de masse étroite où on supposela largeur de masse naturelle du signal incluant un effet d'interférence avec le bruit de fond duModèle Standard. La recherche de signal qui bénéficie le plus de l'ajout de contraintediscriminante est aussi présentée pour l'hypothèse d'un signal de boson scalaire. Cettemodification permet d'améliorer la sensibilité de cette analyse de 25%.Cette thèse présente aussi une amélioration du spectromètre à muons d'Atlas venant du projet deNouvelle Petite Roue - NSW pour New Small Wheel en anglais. En particulier sont décrits lasimulation du bruit de fond de la caverne qui affectera les futurs détecteurs, ainsi que lapréparation et la mise en service des modules Micromegas qui seront produits au CEA-Saclaypour l'expérience Atlas.


  • Résumé

    The thesis is focused on the heavy Higgs boson search in four lepton decay channelwith Run-2 data from the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The analysis publishedat ICHEP 2016 conference that is based on 14.8 fb-1 of 13 TeV data is described in details, whilethe updated results that include 36.1 fb-1 of 13 TeV data are shown as well. The heavy Higgssearch is carried out in a model independent way and it is covering different signal widthhypotheses: narrow width approximation that assumes the signal natural width to be negligiblecomparing to the detector resolution, and the large width assumption including an effect of theinterference with the Standard Model backgrounds. The search that benefits from additionalkinematic discriminant under the scalar signal assumption is presented as well. Thismodification allows to increase the analysis sensitivity up to 25%.The thesis also discusses an upgrade of the ATLAS Muons Spectrometer, namely the NewSmall Wheel project. In particular, simulation of the cavern background that will affect theupgraded detector and commissioning of the Micromegas modules produced at CEA-Saclay forthe New Small Wheel are described.


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