Measure de la section efficace de production de paires de quarks, top-antitop à l’aide des premières donnees du détecteur ATLAS auprès du LHC

Measurement of Top Pair Production Cross-Section in l + jets Channels in ATLAS at 7 TeV

• Auteur / Autrice : Jie Yu
• Direction : Shenjian Chen, Bruno Mansoulié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 15/05/2011
• Etablissement(s) : Paris 11 en cotutelle avec Nanjing University (Chine)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, Noyaux, Cosmos (Paris ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département de physique des particules (Gif-sur-Yvette, Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Shan Jin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Shenjian Chen, Shan Jin, Xueyao Zhang, Arnaud Lucotte, Etienne Augé, Didier Vilanova, Jérôme Schwindling
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Xueyao Zhang, Arnaud Lucotte

Mots clés

Mots clés contrôlés

Quarks

Grand collisionneur de hadrons

Mots clés libres

LHC (Grand collisionneur de hadrons)

ATLAS

Quark top

Section efficace

LHC

ATLAS

Top quark

Cross section

Résumé

Le but de la thèse est de mesurer la section efficace de production de quarks top-antitop dans le canal lepton + jets dans l'expérience ATLAS au Grand collisionneur de hadrons (LHC). L'analyse utilise les données des collisions proton-proton à 7 TeV collectées en 2010 avec une luminosité intégrée de 33,7 pb-1. La sélection des événements est basée sur la signature de la topologie top-antitop avec 1 électron ou muon, une grande énergie transverse manquante et au moins 4 jets. Le fond QCD multijets est mesuré avec les données elles-mêmes par une ''Méthode Matricielle''. Trois méthodes sont utilisées pour mesurer le fond W+jets, la méthode d’asymétrie de charge, la méthode de Berends-Giele et une méthode combinant les deux précédentes. Les autres bruits de fond sont estimés à partir MC. Le nombre d'événements de signal top-antitop est obtenu en ajustant la distribution du nombre de jets étiquetés b, en mesurant simultanément l'efficacité d‘étiquetage des quarks b. La section efficace top-antitop est mesurée à 148,1±34,9 pb. Elle est compatible avec la prédiction du Modèle Standard à l’ordre NNLO calculée par le logiciel Hathor. Elle est également en accord avec les mesures par d'autres méthodes. Avec plus de données sur les collisions en 2011, on peut s'attendre à une mesure plus précise de la section efficace top-antitop.

The essential purpose of the thesis is to measure the top pair cross section in lepton+jets channels in the Atlas experiment at Large Hadron Collider (LHC). The analysis is using the proton-proton collision data at 7 TeV collected in 2010 with a luminosity of 33.7 pb-1. The event selection is based on the signature of ttbar topology with 1 electron or muon, large missing transverse energy and at least 4 jets. The QCD multijet background is measured with the data driven “Matrix Method”. Three data driven methods are applied to measure the W+jets background, the charge asymmetry method, the Berends Scaling method and the method combining both. Other backgrounds are estimated from MC.The number of signal ttbar events are obtained by fitting the distribution of the number of b-tagged jet, when the b-tagging efficiency is simultaneously fitted. The ttbar cross section is measured to be 148.1±34.9 pb. It is consistent with the Standard Model prediction at NNLO calculated by Hathor tool. It also agrees with the measurements from other methods. With more collision data in 2011, one can expect a more precise measurement on ttbar cross section.