Identification of boosted Higgs bosons for new physics searches and improvement of the ATLAS tracker for the high luminosity phase of LHC
Identification de bosons de Higgs boostés pour de nouvelles recherches en physique et amélioration du tracker ATLAS pour la phase de haute luminosité du LHC
par Yajun HE sous la direction de Giovanni CALDERINI et de Reina Coromoto CAMACHO TORO
Thèse de doctorat en Physique de l'univers
ED 560 Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers, Paris

Soutenue le jeudi 27 octobre 2022 à Université Paris Cité

Sujets
  • Bosons de Higgs
  • Étalonnage en énergie
  • Expérience ATLAS
  • Grand collisionneur de hadrons

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Mots clés
ATLAS, Boson de Higgs boosté, Calibration, Tagger X -> bb, H -> bb, Production assocciée V H, ITk, Capteur de pixels planaires
Resumé
Cette thèse couvre trois sujets principaux : la calibration du tagger X->bb en utilisant des événements Z+jets, la mesure de la production V ( -> qq) H (-> bb) à haut moment transversal et la caractérisation des modules de capteurs planaires pour la mise à niveau du détecteur ATLAS Inner Tracker (ITk) et pour les futurs collisionneurs. La calibration du tagger X -> bb utilise les événements Z+jets pour dériver les facteurs d'échelle du signal pour pT > 450 GeV avec les données collectées par l'expérience ATLAS de 2015 à 2018. Le fond dominant, dijet, est modélisé en ajustant directement les données à l'aide d'une fonction polynomiale ou polynomiale exponentielle. Les facteurs d'échelle sont mesurés pour la première fois. Les facteurs d'échelle mesurés à 60% WP sont de 1.30 (+0.55, ¿0.56) pour 450 < pT < 500 GeV, 1.17 (+0.35, ¿0.34) pour 500 < pT < 600 GeV et 0.55 (+0.29, ¿0.28) pour 600 < pT < 1000 GeV. Plusieurs améliorations et applications sont également discutées. La mesure de la production de V H à haut moment transversal utilise l'état final de V -> qq et H -> bb avec les données collectées par l'expérience ATLAS de 2015 à 2018. C'est la première fois que ce canal est exploré dans le cadre de la collaboration ATLAS. Le tagger X -> bb est utilisé pour marquer le boson de Higgs. La signification attendue du signal estimée par MC est d'environ 1,28. La méthode de boosted decision tree reweighting est l'une des méthodes utilisées pour la modélisation des dijets. L'intensité du signal sera mesurée dans des intervalles inclusifs et différentiels de p(H/T) : 250 < p(H/T) < 450GeV, 450 < p(H/T) < 650GeV et p(H/T) > 650GeV. Le LHC entrera dans la phase de haute luminosité en 2026. La caractérisation des capteurs de pixels planaires est présentée dans le contexte de l'ATLAS Inner Tracker (ITk) pour le LHC à haute luminosité. Les modules présentés dans cette thèse comprennent les modules LPNHE R&D pour ITk et les futurs collisionneurs, les modules ITk pour l'étude de marché et les modules de bord actifs. Leurs propriétés électriques et leurs efficacités de détection ont été mesurées.