Intercalibration des couches du calorimètre électromagnétique d'ATLAS et mesure de couplages CP impairs du boson de Higgs dans son canal de désintégration en quatre leptons avec les données du Run 2 au LHC
Auteur / Autrice : | Antoine Laudrain |
Direction : | Reisaburo Tanaka, Arthur Schaffer |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique des particules |
Date : | Soutenance le 04/10/2019 |
Etablissement(s) : | Université Paris-Saclay (ComUE) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulat |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de l'accélérateur linéaire (Orsay, Essonne ; 1969-2019) |
établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019) | |
Jury : | Président / Présidente : Fabien Cavalier |
Examinateurs / Examinatrices : Reisaburo Tanaka, Arthur Schaffer, Fabien Cavalier, Claude Charlot, Guillaume Unal, Benjamin Fuks, Sandra Kortner, Giacinto Piacquadio | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Claude Charlot, Guillaume Unal |
Mots clés
Résumé
Après la découverte du boson de Higgs en 2012 au LHC, l'intérêt s'est porté sur l'étude de ses propriétés pour vérifier le Modèle Standard et pour sonder la nouvelle physique. L'une de ses propriétés fondamentales est sa spin-parité (CP), dont le Modèle Standard prédit la valeur 0+. Les analyses menées sur les données récoltées au Run 1 du LHC ont rejeté toutes les hypothèses d'état pur de spin-parité autre que cette valeur. Cependant des états mixtes de CP sont toujours possibles, ce qui indiquerait une violation de symmétrie CP dans le secteur du Higgs.La première partie de cette thèse se concentre sur la calibration du calorimètre électromagnétique d'ATLAS permettant d'atteindre une résolution de l'ordre du pour mille sur l'énergie des électrons et photons, primordiaux dans les analyses du boson de Higgs. Une des étapes est l'inter-calibration des couches du calorimètre électromagnétique, corrigeant des effets résiduels de calibration électronique et de diaphonie (cross-talk). La méthode établie au Run 1 a montré ses limites devant les niveaux d'empilement mesurés au Run 2, et une nouvelle analyse a été alors dévéloppée, assurant le contrôle précis des incertitudes systématiques.La deuxième partie de cette thèse porte sur la mesure des couplages CP-impairs du boson de Higgs aux boson vecteurs, étudié dans le canal de désintégration du boson de Higgs en quatre leptons. Malgré une faible statistique, ce canal offre une signature propre et un rapport signal sur bruit de plus de deux, permettant l'analyse précise des propriétés du boson de Higgs. Le mode de production par fusion de bosons vecteurs offre la meilleure sensibilité aux effets de CP grâce à la présence de deux jets dans l'état final. La pollution venant du mode de production par fusion de gluon avec des jets additionels est réduite grâce à l'utilisation de réseaux neuronaux. Pour distinguer de manière univoque les effets CP-impair d'éventuels effets CP-pair encore inconnus, une nouvelle variable est construite dont l'asymétrie de forme dépend uniquement d'effets CP-impairs. Composée d'éléments de matrice, cette variable utilise les informations cinématiques du boson de Higgs et des jets de manière maximale. Les résultats sont interprétés en termes de théorie effective, et la sensibilité statistique à 68% de confiance sur le coefficient de Wilson tCzz est estimée à [-0.80, 0.80].