Identification des leptons taus dans l'expérience DØ auprès du tevatron et recherche de particules supersymétriques se désintégrant avec R-parité violée (couplage λ133)

Tau identification and search for supersymmetric particles with R-parity violation (lambda 133 coupling) in the DØ experiment at the tevatron collider

• Auteur / Autrice : Anne-Catherine Le Bihan
• Direction : François Charles, Abdenour Lounis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des particules
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Supersymétrie

Collisionneurs proton-antiproton

Résumé

Cette thèse a pour sujet la recherche de particules supersymétriques dans l’expérience D0 Run II auprès de l’accélérateur du Tevatron où se produisent des collisions protons-antiprotons à une énergie √s=1. 96 TeV dans le centre de masse. L’analyse a porté sur un échantillon de données correspondant à une luminosité intégrée de 352 pb-1 (2001-2004). Le modèle supersymétrique retenu est celui où la R-parité est non-conservée par couplage λ133. L’état final peut être caractérisé par la présence de deux électrons, d’énergie transverse manquante et d’au moins un tau se désintégrant de façon hadronique. Aucun excès d’événéments avec une telle signature n’ayant été identifié, de nouvelles limites inférieures sur les masses du neutralino et du chargino les plus légers ont été obtenues. Afin de pouvoir mener cette analyse à bien nous avons au préalable développé une méthode d’identification des leptons taus dans leurs modes hadroniques. Cette méthode s’appuie sur des réseaux de neurones et utilise les informations du calorimètre et du trajectographe ayant trait à l’isolation et aux dépôts énergétiques longitudinaux et transverses des taus. L’efficacité et la validité de cette méthode ont été estimées dans les données à l’aide du processus Z→ττ→μτhadr. Cette méthode d’identification permet de rejeter l’important bruit de fond des jets QCD d’un facteur 100 pour environ 50% d’efficacité de reconnaissance des taus hadroniques.

This thesis concerns the search for supersymmetric particles in data collected by the D0 experiment in Run II at Fermilab Tevatron proton-antiproton collider. Data corresponding to an integrated luminosity of 352 pb-1 (2001-2004) at a center-of-mass energy of √s=1. 96 TeV have been used to search for two electrons plus hadronic taus final states accompanied by missing transverse energy. These topologies are expected to arise if R-parity is violated and the lightest neutralino is allowed to decay through a λ133 coupling. The data seen is consistent with Standard Model and instrumental background expectations which suggests no evidence for supersymmetry with λ133 coupling. Thus lower limits on the masses of the lightest chargino and neutralino have been set. A significant part of the work has been dedicated to identify hadronically decaying taus. The developed method uses neural networks and exploits the narrowness and low particle multiplicty of tau jets by means of the calorimeter and tracker informations. The efficiency and capability of this method have been measured and demonstrated in data using the Z→ττ→μτhadr process. This algorithm allows one to reduce the important QCD background by a factor 100 for 50% tau identification efficiency.