MESURE DES COUPLAGES DU BOSON DE HIGGS AU LARGE HADRON COLLIDER DU CERN DANS L'EXPÉRIENCE ATLAS

par Saskia Moenig (Falke)

Projet de thèse en Physique Subatomique et Astroparticules

Sous la direction de Isabelle (phys) Wingerter.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de Physique , en partenariat avec Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules (laboratoire) depuis le 01-11-2016 .


  • Résumé

    Le sujet de thèse portera sur la mesure des couplages du boson de Higgs dans le mode de désintégration en deux photons à partir des données proton-proton collectées par ATLAS au LHC au cours de la période 2016-2018 à une énergie dans le centre de masse de 13 TeV. Cette mesure est au centre du programme de physique d'ATLAS pour le Run 2. Une partie importante de la thèse sera consacrée à l'étude des performances de reconstruction et d'identification des photons, ces performances étant cruciales pour l'état final considéré. Les incertitudes sys- tématiques associées seront étudiées à partir de la simulation et des données. Le développement d'une méthode multivariable pour l'identification des photons, afin d'améliorer la réjection des jets identifiés incorrectement, est égale ment envisagé. Le cœur du travail de thèse portera sur l'analyse des données pour la mesure des couplages. Divers aspects de l'analyse seront abordés, notamment l'optimisation des catégories, le contrôle des bruits de fond ou encore le traitement statistique pour l'extraction finale des résultats. Enfin, une dernière partie de la thèse sera consacrée à l'interprétation des résultats dans le cadre plus général de la combinaison des divers canaux de désintégration du boson de Higgs. En particulier, une approche basée sur un lagrangien effectif est en cours de développement par la communauté afin de contraindre la physique au-delà du MS de la manière la plus générale possible; les résultats obtenus au cours du Run 2 seront directement utilisés pour établir des contraintes nouvelles dans ce cadre.

  • Titre traduit

    Measurement of the couplings constants of the Higgs boson in the ATLAS experiment at the CERN Large Hadron Collider


  • Résumé

    The thesis will occur in the ATLAS experiment and will be about the Higgs boson coupling measurement in the decay mode in two photons from the proton-proton collision data collected by ATLAS at LHC at a centre-of-mass energy of 13 TeV during the period 2016-2018. The LHC restarted in June 2015 (start of Run 2), and produces collisions at an unprecedented centre-of-mass energy (1.6 times the Run 1 energy). The Run 2 should allow the ATLAS experiment to collect up to 100 fb-1 of data. The significant increase in energy and collected data will allow to strongly constrain the Higgs sector. Measurements in this sector are central to the Run 2 ATLAS physics program. The decay mode in two photons was one of the two major modes for the Higgs boson discovery. But it also plays a key role in the coupling measurements because the four main production modes (gluon fusion, vector boson fusion, associated production with a vector boson and associated production with a top quark pair) can be studied in this channel. An important part of the thesis will be devoted to the photon reconstruction and identification performance study, which are crucial elements for the considered final state. The associated systematic uncertainties will be studied using simulation and data and methods to reduce the leading ones will have to be developed. The use of a multivariate discriminant for the photon identification (not existing so far), in order to increase the fake jet rejection, will also be considered. The main part of the thesis work will be focused on the data analysis for the coupling measurement. Different analysis aspects will be scrutinized, in particular the category optimization (mainly for the vector boson fusion mode and the associated production with a vector boson), the background control in the various categories and the statistical treatment for the final result extraction. Finally, the last part of the thesis will be devoted to the result interpretation in the more general framework of the various Higgs decay channel combination. In particular, an approach based on an effective Lagrangian is being developed by the community to constrain the physics beyond the SM in the most general way. The results obtained during Run 2 will be directly used to set the first constraints in this framework.