Recherche de Nouvelle Physique dans les événements à quatre quarks top avec le sélecteur ATLAS auprès du LHC

Search for New Physics in events with four top quarks with ATLAS detector at the LHC

• Auteur / Autrice : Dorian Simon
• Direction : David Calvet, Emmanuel Busato
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des Particules
• Date : Soutenance le 10/07/2015
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique Corpusculaire (Aubière, Puy-de-Dôme) - (LPC-Clermont) Laboratoire de Physique Corpusculaire de Clermont-Ferrand
• Jury : Président / Présidente : Philippe Rosnet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Calvet, Emmanuel Busato, Aldo Deandrea
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claude Charlot, Fabienne Ledroit-Guillon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Leptons

Quarks

Grand collisionneur de hadrons

Mots clés libres

Modèle Standard

Nouvelle Physique

Événements à quatre quarks top

LASER II

2UED /RPP

Leptons de mêmes charges électriques

Standard Model

New Physics

4 top quarks events

LASER II

2UED /RPP

Samesign leptons

Résumé

Malgré ses nombreux succès, tels la récente découverte d'un boson compatible avec le boson BEH, le Modèle Standard présente un certain nombre de lacunes. Celles-ci poussent à la recherche d'une Nouvelle Physique, pouvant, entre autres exemples, prendre la forme de dimensions d'espace supplémentaires. Ce sont des événements à quatre quarks top issus des prédictions d'un tel modèle, le 2UED/RPP, présentant deux dimensions d'espace supplémentaires universelles compactifiées selon la géométrie du Plan Projectif Réel, qui sont recherchés dans cette thèse. Cette recherche se fait au travers d'une signature comportant au moins deux leptons (électrons ou muons) de mêmes charges électriques. Deux analyses successives sont détaillées. La première se base sur les premiers 14,3 fb-1 enregistrés lors de collisions proton-proton de 2012 avec une énergie dans le référentiel du centre de masse de la collision de 8 TeV. Elle place une limite observée (attendue) inférieure à un niveau de confiance de 95 % sur mKK, principal paramètre du modèle, à 0,90 TeV (0,92 TeV). Cette limite s'entend dans le cas où les deux dimensions ont le même rayon de courbure et où le rapport d'embranchement de A(1 ; 1) en tt est de 100 %. La seconde analyse étend la première à la totalité des 20,3 fb-1 de données enregistrées tout en raffinant les procédures utilisées. Un excès de données est observé avec une signification de moins de 2,5 déviations standard. Aucune des vérifications entreprises n'indique de défaut dans l'analyse pouvant expliquer cet excès. La nouvelle limite est de 0,96 TeV (1,05 TeV). Cette nouvelle analyse permet également de placer des limites sur les paramètres du modèle dans d'autres configurations. Ce développement du nouveau système d'étalonnage par LASER (ou LASER II) du calorimètre à tuiles scintillantes d' ATLAS.

Despite its numerous success, like the recent discovery of a boson compatible with the BEH boson, the Standard Model shows some deficiences. Those lead to a search for New Physics, which may take, among others, the form of extra space dimensions. In this thesis, four-top-quarks events arising from a such model, the 2UED /RPP, are searched for. The 2UED /RPP has two universal extra space dimensions compactified under the Real Projective Plane geometry. This search uses a signature with ar least two same-sign leptons (electrons and/or muons). Two successive analyses are presented. The first one uses the first 14,3 fb-1 recorded during 2012 proton-proton collisions occurring with a collision center-of-mass referential energy of 8 TeV. In the case where both extra dimensions have the same compactification radius and where the branching ratio of A(1 ; 1) in tt is 100 %, this analysis puts a lower observed (expected) limit on mKK (main model parameter) at 0,90 TeV (0,92 TeV) with a confidence level of 95 %. The second analysis extend the first one to the full 20,3 fb-1 dataset while refining the procedures in use. An excess of data with a significance of less than 2,5 standard deviations is observed. Non of the cross-checks done shows any default which could explain the excess. The new limit is 0,96 TeV (1,05 TeV). This second analysis also allows to put limits on the model's parameters in other configurations. Finally, this document also presents the author's contribution to the first stages of the LASER II development. The LASER II is the new LASER calibration system of ATLAS's Tile Calorimeter.