Validation de l'alignement du trajectographe à l'aide des électrons et recherche de particules à long temps de vie dans le canal électron-muon dans l'expérience CMS au LHC

Validation of tracker alignment using electrons, and search for long-lived particles in the electron-muon channel, in the CMS experiment at LHC

• Auteur / Autrice : Christophe Goetzmann
• Direction : Ulrich Goerlach
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des particules élémentaires
• Date : Soutenance le 26/11/2014
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Jérôme Baudot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florian Beaudette, Eric Conte
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dirk Zerwas, Daniel Froidevaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diffusion (physique)

Supersymétrie

Détecteurs de rayonnement

Interactions proton-proton

Mots clés libres

Physique des particules

LHC

CMS

Supersymétrie

Alignement

Particle physics

LHC

CMS

Supersymetry

Alignment

Résumé

La première partie de mon travail porte sur le développement d'un algorithme utilisant les données enregistrées par CMS afin de détecter la présence de déformations particulières susceptibles d'affecter le trajectographe de CMS. La méthode s’appuie sur le biais que ces déformations induisent dans la mesure de l'impulsion des électrons. Sa fiabilité a été prouvée par simulation Monte-Carlo. Elle a été utilisée pour la validation des données 2012. La seconde partie de mon travail consiste en une analyse statistique des données de collisions prises par le détecteur CMS en 2012, afin de mettre en évidence la présence de particules neutres et à long temps de vie se désintégrant en un électron et un muon. L'observation d'un tel processus constituerait une preuve de l'existence de nouvelle physique. En l'absence d'observation statistiquement significative, une méthode Bayesienne est utilisée pour interpréter ce résultat en terme de contraintes sur un modèle supersymétrique (MSSM).

The first part of my work concerns the development of an algorithm using CMS data to automatically detect the presence of particular deformations than can occur in the CMS tracker. The method takes advantage of the bias that such deformations induce in the measurement of electron impulsion. The reliability of the method has been proved using Monte-Carlo simulation. The algorithm was then used to certify that none of the considered deformations affected the data recorded in 2012.The second part of my work consists of a statistical analysis of the data recorded by CMS, in order to look for evidence of the presence of exotic long-lived particles. The latter could manifest themselves through their decay to an electron and a muon. Such an observation would provide a strong clue of the existence of new physics. In the absence of any observation statistically significant, a Bayesian method is used to interpret this result in term of constraints on a supersymmetric model (MSSM).