Mesure de la masse du quark top à partir d'événements ttbar présentant un J/psi dans l'état final avec l'expérience CMS du LHC

Top quark mass measurement from semileptonic ttbar events with a J/psi in the final state with the CMS experiment at the LHC

• Auteur / Autrice : Elvire Bouvier
• Direction : Roberto Chierici, Patrice Verdier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des particules
• Date : Soutenance le 01/07/2016
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Physique et Astrophysique de Lyon (1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique nucléaire (Villeurbanne, Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Imad Laktineh
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Denegri, Martijn Mulders
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Déliot, Fabienne Ledroit-Guillon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Détecteurs de rayonnement

Quark top

Grand collisionneur de hadrons

Mots clés libres

LHC

CMS

Masse du quark top

Méson J/psi

LHC

CMS

Top quark mass

J/psi meson

Résumé

La masse du quark top est un paramètre fondamental du Modèle Standard de la physique des particules. L'un des défis du programme de physique du LHC, où le quark top est produit en abondance, est la détermination précise de ce paramètre. Actuellement, il est mesuré via la reconstruction directe de tous les produits de désintégration du quark top. L'incertitude systématique sur la calibration en énergie des jets et sur l'étiquetage de quarks b limite grandement la précision de cette mesure et il est donc indispensable de développer des mesures alternatives. Une possibilité très prometteuse – jusque-là jamais exploitée – est l'étude de désintégrations de paires de quarks top, où l'un des deux quarks se désintègre dans le canal leptonique avec un J/psi créé lors de la fragmentation du quark b. La masse du quark top est extraite à travers sa corrélation à la masse invariante de la combinaison du J/psi et du lepton chargé. Cette méthode présente l'avantage de n'utiliser que des leptons chargés, dont l'énergie-impulsion est mesurée avec une grande précision dans le détecteur CMS

The top quark mass is a fundamental parameter of the Standard Model of Particle Physics. One of the challenges in the LHC physics case, where the top quark is produced in abundance, is the precise determination of this parameter. Currently, it is measured through the direct reconstruction of all the top quark decay products. The systematic uncertainty on the jet energy calibration and b tagging sensibly limits the precision on this measurement and it is thus vital to develop alternative measurements. A very promising possibility – never exploited until now – is the study of top pair decays, where one of the two quarks decays in the leptonic channel with a J/psi created in the b quark fragmentation. The top quark mass is extracted through its correlation to the invariant mass of the J/psi-charged lepton combination. This method presents the advantages of using charged leptons only, whose energy momentum is measured with great accuracy in the CMS detector