Recherche du boson de Higgs produit en association avec une paire de quark top en utilisant les techniques boostées avec le détecteur ATLAS au LHC

par Shuyang Hu

Projet de thèse en Physique des particules

Sous la direction de Frédéric Deliot.

Thèses en préparation à Paris Saclay en cotutelle avec Shanghai Jiao Tong University , dans le cadre de École doctorale Particules, Hadrons, Énergie, Noyau, Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulation (Orsay, Essonne) , en partenariat avec DSM-Institut de Recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (Irfu) (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 16-11-2015 .


  • Résumé

    La découverte d'une nouvelle particule compatible avec le boson de Higgs du modèle standard par les expériences ATLAS et CMS au LHC ouvre une nouvelle ère en physique des particules. Il est maintenant essentiel d'étudier la nature de cette nouvelle particule et en particulier de comprendre la relation de cette nouvelle particule avec la particule élémentaire la plus lourde du modèle standard: le quark top. Le moyen privilégié pour cela est la mesure du couplage de Yukawa du quark top. Le seul processus qui est directement sensible à ce couplage de Yukawa est la production associée de boson de Higgs avec une paire top-antitop (canal ttbarH). Ce canal est cependant un des plus difficiles à mesurer au LHC en raison de la faiblesse du signal et de l'importance du bruit de fond qui est difficile à modéliser précisément. Le but de cette thèse est de mesurer la section efficace de production de ttbarH dans ATLAS et d'en extraire le couplage du Yukawa du quark top en utilisant les données du LHC à 13 TeV. L'analyse sera préparée grâce aux données collectées à 8 TeV. Ces mesures seront comparées avec les prédictions du modèle standard (couplage de Yukawa proche de 1) et permettront de contraindre des modèles de nouvelles physiques (supersymmétrie, modèles composites ou avec dimensions supplémentaires, ...) si aucune déviation n'est observée par rapport aux prédictions.

  • Titre traduit

    Discovering the Higgs boson produced in association with a top quark pair using boosting techniques with the ATLAS detector at the CERN LHC


  • Résumé

    The discovery of a new particle compatible with the Standard Model Higgs boson by the ATLAS and CMS experiments opens a new era of particle physics. It is now essential to study the nature of this new particle and in particular to understand its relation with the heaviest elementary particle: the top quark. The main way to understand this relation is to measure the top quark Yukawa coupling. The only process directly sensitive to this Yukawa coupling is the production of a Higgs boson in association with a top-antitop pair (the ttbarH channel). This channel is however one of the most challenging to be measured at LHC since the signal cross section is small and the background is large and difficult to model accurately. The goal of this thesis is to measure the ttbarH production cross section in ATLAS and to extract from it the top quark Yukawa coupling using the LHC data collected at 13 TeV. The analysis will be prepared using the 8 TeV collected data. These measurements will be compared with the predictions from the Standard Model (Yukawa coupling close to 1) and will allow to constraint new physics models (supersymmetry, compositeness, extra-dimension models) if no deviation from the predictions is observed.