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Thèses

Linghua Guo "Amélioration de la mesure de la masse du boson de Higgs dans sa désintégration en deux photons en contraignant l'incertitude de l'échelle d'énergie des photons, et recherche de la production de paires de bosons de Higgs dans la désintégration en deux photons et deux quarks b avec les données du Run 2 à une énergie de 13 TeV et avec le détecteur ATLAS."

Europe/Paris
200/0-Auditorium - Auditorium P. Lehmann (IJCLab)

200/0-Auditorium - Auditorium P. Lehmann

IJCLab

250
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Description

"Amélioration de la mesure de la masse du boson de Higgs dans sa désintégration en deux photons en contraignant l'incertitude de l'échelle d'énergie des photons, et recherche de la production de paires de bosons de Higgs dans la désintégration en deux photons et deux quarks b avec les données du Run 2 à une énergie de 13 TeV et avec le détecteur ATLAS."

Résumé :

Après la découverte du boson de Higgs en 2012 par ATLAS et CMS au LHC, les mesures de précision et le couplage du Higgs sont importants pour la validation du modèle standard (SM), mais aussi pour la recherche de nouvelle physique au-delà du modèle standard (BSM), car toute déviation à la prédiction du SM peut indiquer la présence de nouvelle physique.
        Cette thèse présente un travail  sur l'étalonnage du calorimètre électromagnétique d'ATLAS. En utilisant la masse du boson Z connue, avec une précision de $2\times10^{-5}$ autour de 91 GeV, l'énergie du calorimètre est calibrée avec un facteur d'échelle d'énergie et un terme constant de résolution. Ce travail contribue à la recommandation finale du Run 2 d'ATLAS, importante pour la mesure de la masse du Higgs dans sa désintégration en deux photons. La linéarité du calorimètre est mesurée, en tant que facteur d'échelle dépendant de l'énergie, qui est ensuite utilisée pour contraindre la systématique de l'échelle d'énergie. Sa performance est testée sur l'analyse de masse du Higgs avec le canal en deux photons. Les données de 139 fb$^{-1}$ du Run 2 devraient mesurer la masse du boson de Higgs avec une incertitude statistique d'environ 125 MeV et une incertitude systématique expérimentale d'environ 260 MeV. Bénéficiant de cette contrainte de linéarité, l'incertitude systématique expérimentale est réduite d'un facteur de l'ordre de 1.5.
        La recherche de la double production de Higgs permet de sonder le potentiel de Higgs et de l'auto-couplage du Higgs. Cette thèse exploite cette double production via la désintégration de HH en bbyy avec les données du Run 2 d'ATLAS. La limite observée (attendue) de la section efficace de production de di-Higgs est de 4,2 (5,7) fois la prédiction SM à un niveau de confiance de 95\%. Le modificateur d'auto-couplage de Higgs $\kappa_\lambda$ est contraint entre -1,5 et 6,7, tandis que la contrainte attendue est de $-2,4<\kappa_\lambda<7,7$.

"Improvement on the texorpdfstring{$H\rightarrow\gamma\gamma$}{Lg} mass measurement by constraining the photon energy scale uncertainty and search for Higgs boson pair production in the texorpdfstring{$b\bar{b}\gamma\gamma$}{Lg} final state with the full Run 2 at texorpdfstring{$\sqrt{s}=13$}{Lg} TeV texorpdfstring{$pp$}{Lg} collision of LHC and the ATLAS experiment. "

Abstract :

After the Higgs discovery in 2012 by ATLAS and CMS at LHC, precision measurement and Higgs coupling are important for validation of the Standard model (SM), but also for search of new physics Beyond the Standard Model (BSM), as any deviation from the SM prediction can indicate the presence of new physics.
        This thesis presents a work on the calibration of the ATLAS electromagnetic calorimeter. Using the known lineshape of the Z boson peaked around 91 GeV with a precision of $2\times10^{-5}$, the energy response of the calorimeter is calibrated with a energy scale factor and resolution constant term. This work contributes to final calibration recommendation of ATLAS Run 2, which is important for the Higgs mass measurement with $H\rightarrow\gamma\gamma$ decay mode. The linearity of the calorimeter is measured, as energy-dependent scale factor, which is afterwards used to constrain the energy scale systematics. The performance of such constraint is tested on the $H\rightarrow\gamma\gamma$ mass analysis. The 139 fb$^{-1}$ Run~2 data is expected to measure the Higgs boson mass with a statistical uncertainty around 125 MeV and a experimental systematic uncertainty around 260 MeV. Benefiting from the constraint with linearity, the experimental systematic uncertainty is reduced by around 1.5.
        The search for the di-Higgs production probes the Higgs potential and the Higgs self-coupling. This thesis exploits the di-Higgs production via the $HH\rightarrow b\bar{b}\gamma\gamma$ decay with the ATLAS Run~2 data. The observed (expected) limit of the di-Higgs production cross section is set to 4.2 (5.7) times the SM prediction at 95\% confidence level. The Higgs self-coupling modifier $\kappa_\lambda$ is constrained to be between -1.5 and 6.7, while the expected constraint is $-2.4<\kappa_\lambda<7.7$.

Organized by

Membres du jury :

  • Marie-Hélène Schune, présidente, Directrice de recherche, Université Paris-Saclay (IJCLab)
  • Marie-Hélène Genest, rapportrice, Directrice de recherche, LPSC
  • Marco Pieri, rapporteur, Directeur de recherche, Université de Californie San Diego
  • Manuella Vincter, examinatrice, Professeure, Université de Carleton
  • Paris Sphicas, examinateur, Directeur de recherche, CERN et Professeur Université d’Athènes
  • Maarten Boonekamp, examinateur, Directeur de recherche, CEA Saclay
  • Guillaume Unal, examinateur Directeur de recherche, CERN researcher