Recherche du boson de Higgs dans le canal diphoton au LHC avec le détecteur ATLAS

Search for the Higgs boson in the diphoton decay with the ATLAS detector at LHC

• Auteur / Autrice : Iro Koletsou
• Direction : Louis Fayard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des particules
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photons

Bosons de Higgs

Résumé

Cette thèse a comme but la préparation à la recherche du boson de Higgs dans le canal diphoton au LHC, avec le détecteur ATLAS. Les problématiques qui sont étudiées s'articulent autour de la reconstruction du vertex H en gamma gamma, avec l'aide du calorimètre électromagnétique et du détecteur interne, et de la résolution en masse invariante diphoton. Des simulations différentes du détecteur ATLAS et les effets de la quantité de matière et des désalignements ont été étudiés. Des problématiques de calcul de la signification statistique ont également été discutées et le potentiel de découverte pour une basse luminosité intégrée a été évalué. Une partie de la thèse se place dans le cadre des données CSC qui utilisent la plus récente simulation du détecteur ainsi que des méthodes de reconstruction mises au point et qui servent à effectuer une mise à jour de l'analyse effectuée par ATLAS. Toutes les étapes du traitement du signal et du bruit de fond ont été discutées. Finalement on s'attend \`a voir un signal de 3 $$ \sigma$$ avec une luminosité intégrée de 10 $$ fb^{-1}$$.

The goal of this thesis is the preparation of the Higgs boson search in its diphoton decay at LHC with the ATLAS detector. The issues that have been studied deal with the Higgs to gamma gamma vertex reconstruction, with the electromagnetic calorimeter and the inner detector, and the diphoton invariant mass resolution. Different simulations of the ATLAS detector and the effects of additional material and of detector misalignements have been studied. Issues concerning the statistical significance calculation have also been discussed and the discovery potential has been evaluated. A part if this thesis is done with CSC data, that use the most recent detector simulation and new reconstruction methods. Every step of the signal and background treatment has been discussed. We finally evaluate that with an integrated luminosity of 10 fb-1 we will be able to see a Higgs to gamma gamma signal with a statistical significance of 3 $$ \sigma$$. \\