Prédictions théoriques pour les processus de type Drell-Yan à l'aide de génération d'événements Mote Carlo

Theoretical predictions for the Drell-Yan process through a Monte Carlo event generator

• Auteur / Autrice : Andrzej Siódmok
• Direction : Mieczyslaw Witold Krasny, Wieslaw Placzek
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6 en cotutelle avec Jagiellonian University, Cracow

Mots clés

Mots clés contrôlés

Monte-Carlo, Méthode de

Production de paires de leptons

Grand collisionneur de hadrons

Résumé

Ce travail porte sur l'étude du processus de Drell-Yan (DY) dans les collisions hadroniques, qui est très important pour le programme expérimental du Grand Collisionneur de Hadrons (LHC). Nous présentons le calcul des effets de rayonnement multiphotonique dans les désintégrations leptoniques du boson Z dans le cadre de l'exponentiation exclusive de Yennie, Frautschi et Suura. Ce calcul est mis en œuvre dans le code ZINHAC, qui est un générateur de Monte Carlo en C++ implémentant une description précise du processus de DY par courant neutre avec états finaux leptoniques. Nous nous concentrons ensuite sur les corrections QCD au spectre en impulsion transverse (pT) des bosons vecteurs dans les processus DY. Nous présentons un nouveau modèle non perturbatif d'émission de gluons dans l'évolution d'un parton initial en gerbe de particules. Ce modèle donne une bonne description du spectre en pT des bosons Z pour les données des expériences passées, sur une large gamme d'énergie dans le centre de masse. La modélisation de la distribution en pT des bosons Z au LHC est également présentée et comparée avec d'autres approches. Nous nous attachons enfin à la mesure de la masse du boson W(MW). Nous trouvons que plusieurs sources d'erreurs importantes ont été négligées par les analyses antérieures effectuées par les collaborations expérimentales du LHC. Pour la première fois, nous évaluons la sensibilité de la masse du W à ces effets. Cette évaluation montre que pour atteindre la précision espérée sur MW au LHC, des stratégies novatrices de mesure doivent être développées. Nous présentons deux exemples de ces stratégies

This work concerns the study of the Drell-Yan (DY) process in hadronic collisions which is a very important process for the experimental program at the Large Hadron Collider (LHC). In the first chapter we present the calculation of multiphoton radiation effects in leptonic Z-boson decays in the framework of the Yennie-Frautschi-Suura exclusive exponentiation. This calculation is implemented in the ZINHAC program, written in C++, which is a dedicated Monte Carlo event generator for precision description of the neutral-current DY process, i. E. Z/gamma production with leptonic decays in hadronic collisions. In the second chapter we concentrate on the QCD corrections to the transverse momentum (pT) spectrum of vector bosons in the DY processes. We present a new model of non-perturbative gluon emission in an initial-state parton shower. This model gives a good description of pT spectrum of Z boson for the data taken in previous experiments over a wide range of CM energy. The model's prediction for the pT distribution of the Z bosons for the LHC is also presented and used for a comparison with other approaches. In the third chapter we focus our attention on the measurement of the W-boson mass (MW). The result of this investigation shows that several important sources of errors have been neglected in all the previous analyses performed by the LHC experimental Collaborations. For the very first time the precision of MW is evaluated in the presence of these effects. This evaluation shows that in order to reach a desired precision of MW at the LHC, novel measurement strategies must be developed. We provide two examples of such strategies.