Recherche du boson de Higgs standard produit en association avec une paire de quarks top dans le canal multi-leptons dans l'expérience CMS

Search for the standard Higgs boson produced in association with a pair of top quark in the multi-leptons channel in the CMS experiment

• Auteur / Autrice : Xavier Coubez
• Direction : Daniel Bloch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 15/09/2017
• 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 : Pascal Paganini
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle Ripp-Baudot, Anne-Catherine Le Bihan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lucia Di Ciaccio, Laurent Vacavant

Mots clés

Mots clés contrôlés

Jets (physique nucléaire)

Quark top

Bosons de Higgs

Mots clés libres

Physique des particules

Système de déclenchement

Identification de jets issus de quark b

Boson de Higgs

Couplage top-Higgs

Particle physics

Trigger

B jet identification

Higgs boson

Top-Higgs coupling

Résumé

La découverte en 2012 de la dernière particule élémentaire prédite par le Modèle Standard, le boson de Higgs, a ouvert une nouvelle ère en physique des particules. L’un des objectifs est désormais de sonder les couplages du boson de Higgs aux autres particules afin de confirmer la validité du modèle. Le travail de cette thèse a porté dans un premier temps sur l’identification de jets issus de quark b dès le système de déclenchement. L’objectif est de permettre de sélectionner un millier d’événements parmi les quarante millions produits chaque seconde au LHC en identifiant des objets présents dans l’état final de processus de physique intéressants tels que la production associée d’un boson de Higgs se désintégrant en paire de quark b avec un boson Z se désintégrant en neutrinos non détectés. Dans un second temps, l’étude du couplage du boson de Higgs au quark top, particule la plus massive au sein du Modèle Standard a été réalisée. Après l’étude d’un bruit de fond important de la production associée d’un boson de Higgs et d’une paire de quarks top, une nouvelle méthode a été utilisée pour améliorer la discrimination entre le signal et les principaux bruits de fond. Cette analyse a conduit à la première évidence expérimentale du couplage entre le boson de Higgs et le quark top.

The discovery in 2012 of the last elementary particle predicted by the Standard Model, the Higgs boson, has opened a new era in particle physics. One of the objectives now is to probe the coupling of the Higgs boson to other particles in order to confirm the validity of the model. The work of this thesis focused initially on the identification of jets coming from b quark at trigger level. The goal is to allow for the selection of one thousand events among the forty million produced every second at the LHC, by identifiying objects present in the final states of interesting physics processes such as the associated production of a Higgs boson decaying in a pair of b quark with a Z boson decaying into undetected neutrinos. The work then moved to the study of the coupling of the Higgs boson to the quark top, most massive particle in the Standard Model. After a study of one of the important background of the associated production of the Higgs boson and a top quark pair, a new method called matrix element method has been used to improve the discrimination between signal and background. This analysis has led to the first experimental evidence of coupling between the Higgs boson and the top quark.