Recherche de particules supersymétriques dans les canaux dimuons avec le détecteur DØ au TeVatron

par Tuan Vu Anh

Thèse de doctorat en Physique des particules

Sous la direction de Michel Jaffré.

Soutenue en 2004

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Supersymétrie
• Squarks
• Gluinos
• Muon
• Identification des électrons

Résumé

Le Modèle Standard de la Physique des Particules décrit les particules élémentaires, qui constituent la matière, et leurs interactions. Malgré ses succès expérimentaux, il est certain que ce modèle ne peut être qu'une approximation d'une théorie plus fondamentale. La théorie supersymétrique est un candidat attractif pour étendre le Modèle Standard. Cette théorie prédit l'existence de nouvelles particules appelées superpartenaires. La thèse décrit de façon succinte les principaux aspects théoriques et phénoménologiques avant de faire le point sur l'état des recherches auprès du collisionneur électron-positron LEP et du collisionneur hadronique TeVatron pendant le Run I. L'analyse se concentre ensuite sur la recherche des squarks et des gluinos, superpartenaires des quarks et gluons, qui devraient être produits abondamment au TeVatron. Dans leur désintégration en cascade, ces particules produisent en majorité des jets de hadrons et dans une moindre mesure, des leptons. Les topologies avec leptons compensent en partie leur manque de statistique par une meilleure rejection du bruit de fond. Les canaux conduisant dans l'état final à deux muons, au moins deux jets de hadrons, et de l'énergie transverse manquante sont analysés en détail dans les données accumulées jusqu'à présent par l'expérience D0 au cours du Run II (soit pour une luminosité intégrée de 170 pb^-1 ). Aucun excès d'événements n'ayant été observé des limites inférieures sur la masse des squarks et gluinos ont pu être établies pour un set de valeurs des paramètres du Modèle de Super-Gravité minimal.

Titre traduit

Search for supersymmetric particles in the dimuon channels with the D-Zero experiment at the TeVatron

Résumé

The Standard Model of Particles Physics describes the elementary particles, which compose matter, and their interactions. Despite of its experimental success, it is clear that this model is only an approximation of a more fundamental theory. Supersymmetry is an attractive way to extend the Standard Model. This theory predicts the existence of new particles called superpartners. The thesis describes shortly the main theoretical and phenomenological features before giving the status of the searches at the electron-positron collider LEP and at the hadron collider TeVatron during the Run I period. The analysis points then to the search for squarks and gluinos, the superpartners of quarks and gluons, which should be produced copiously at a hadron collider. In their cascade decay, these particles produce mainly hadron jets and less frequently leptons. However, the topologies with leptons compensate their small statistics by a better rejection against back-ground. The channels leading to the final state with two muons, at least two jets and missing transverse energy are analyzed in detail with data presently accumulated by the D0 experiment during Run II (that is 170 pb^-1 integrated luminosity). No excess of events has been observed, lower limits on the mass of squarks and gluinos have been set for a region of parameters in the minimal Super Gravity Model.