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Mesure de la section efficace de production du boson de Higgs se désintégrant en pair de quark b en association avec en boson vecteur
Equipe thématique « Masses et Interactions Fondamentales » ; expérience : ATLAS
Directeur de thèse : Giovanni Marchiori
tél : 01 44 27 21 43
e-mail : giovanni.marchiori lpnhe.in2p3.fr
Titre : Mesure de la section efficace de production du boson de Higgs se désintégrant en pair de quark b en association avec en boson vecteur
L’expérience ATLAS est installée sur le grand collisionneur de protons (LHC) du CERN à Genève. Après une première phase de prise des données à 7 TeV d’énergie dans le centre de masse en 2010-2011 et à 8 TeV en 2012, et un shutdown (2013-2014) pour installer des importantes mises a jour de l’accélérateur et du détecteur, a partir du printemps 2015 la machine passera à des collisions à 13 TeV avec une luminosité intégrée bien plus importante.
L’analyse des données recueillies en 2011 et en 2012 a conduit à la découverte par ATLAS et CMS d’un boson de Higgs de masse 125 GeV dont les propriétés observées sont en bon accord avec les prédictions du SM, dans la limite des incertitudes théoriques et expérimentales, toutes les deux au niveau de 20%.
À cette masse, plusieurs canaux de désintégration du boson de Higgs standard produisent des états finals qui peuvent être reconstruits par ATLAS (bb, gamma gamma, ZZ*, WW*, tau tau), le et les membres du groupe ATLAS du LPNHE ont été très impliqués et ont données des contributions importantes et originales a plusieurs entre eux. Parmi les principaux canaux le seul qui n’a pas encore été observé par ATLAS est aussi celui avec la plus grande fraction de branchement (58%), la désintégration dans une paire de quarks b et anti-b (bb), au niveau de 58%. Pour établir la nature du boson découvert au LHC, il est donc obligatoire de l’observer dans ce canal de désintégration principale.
Le travail de thèse porte sur la recherche de la désintégration en bbbar des bosons de Higgs (H) produits en association avec un boson vecteur V (W/Z). L’augmentation de la section efficace de production du signal (x2 de 8 a 13 TeV) et de luminosité intégrée (x5) devrait permettre a la fin de la thèse atteindre le niveau de sensibilité de 5σ. Pour y arriver l’étudiant devra optimiser la stratégie de sélection des évènements pour prendre en compte l’augmentation des sections efficaces des bruits de fond principaux (notamment la production d’une paire de haut et anti-quarks top (tt) dont la section efficace sera quadruplé par rapport a 8 TeV) et l’augmentation de nombre d’interactions par croisement des faisceaux (empilement). L’étudiant devra aussi développer des nouvelles techniques d’analyse pour exploiter le fait que a 13 TeV le boson de Higgs sera produit avec une impulsion transverse plus élevée et donnera lieux a paires de jets bb qui fusionnent en un seul jet dans lequel des sous-structures doivent être identifiés pour récupérer les cinématique originale.
Un ingrédient crucial dans cette analyse est l’identification des b-jets a partir de l’information du détecteur de traces et en particulier de sa couche plus interne, l’insertable B-layer (IBL), qui vient d’être installé dans ATLAS. Dans son travail de qualification l’étudiant participera a la mise a point des algorithmes des b-tagging et aux mesures des performances avec les premiers données du Run2.
Lieu de travail : LPNHE - Paris
Déplacements éventuels : déplacements réguliers au CERN pour réunions de groupe d’analyse, réunions de collaboration, shifts de prise de données et travail de qualification
Documentation :
- http://lpnhe.in2p3.fr/
- https://lpnhe.in2p3.fr/spip.php?rubrique7
- http://atlas.web.cern.ch/Atlas/Collaboration/
Contact :
- Giovanni Marchiori, 01 44 27 21 43 ou giovanni.marchiori lpnhe.in2p3.fr
Ecole doctorale de rattachement :
Ecole doctorale Sciences de la Terre et de l’Environnement et Physique
de l’Univers
Lien sur les offres de thèse et candidature :
http://ed109.ipgp.fr/index.php/Offres_de_th%C3%A8se
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