Observation d'une nouvelle particule dans la recherche du boson de Higgs se désintégrant en quatre leptons avec le detecteur ATLAS auprès du LHC

Observation d'une nouvelle particule dans la recherche du boson de Higgs se désintégrant en deux photons dans l'expérience ATLAS au LHC

• Auteur / Autrice : Heberth Jesus Torres Davila
• Direction : Giovanni Calderini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : [Champs, particules, matières]
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Collisionneurs de hadrons

Bosons de Higgs

Photons

Résumé

Cette thèse présente une recherche du boson de Higgs du Modèle standard dans le canal de désintégration en deux photons. L'étude est basée sur les collisions proton-proton enregistrées par le détecteur ATLAS auprès du grand collisionneur de hadrons du CERN (LHC), en 2011 et 2012. Les données analysées correspondent à 4,8 fb. ⁻¹ de luminosité intégrée à une énergie dans le centre de masse de la collision sqrt(s) = 7 TeV, et 5,9 fb. ⁻¹ à sqrt(s) = 8 TeV. Dans la distribution de masse invariante des paires de photons, un excès d'événements est observé aux alentours de 125 GeV. La probabilité d'avoir une fluctuation statistique positive dans cette distribution égale ou supérieure à l'excès observé, dans la fenêtre de masse étudiée [110 -150 GeV], est de 1,6 x 10⁻⁴. Cette probabilité correspond à 3,6 déviations standard. Des résultats similaire ont été obtenus dans les recherches du boson de Higgs dans d'autres canaux de désintégration par la collaboration ATLAS, ainsi que par CMS. Ces résultats démontrent l'existence d'une nouvelle particule, dont les propriétés sont compatibles avec celles du boson de Higgs du Modèle standard.

This thesis presents a search for the Standard Model Higgs boson in the diphoton decay channel. It is based on the analysis of proton-proton collisions collected with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider at CERN, in 2011 and 2012. The analyzed data correspond to 4. 8 fb⁻¹ of integrated luminosity at a center-of-mass energy sqrt(s) = 7 TeV, and 5. 9 fb⁻¹ at sqrt(s) = 8 TeV. In the diphoton invariant mass distribution, an excess of events is observed around 125 GeV. The probability to have a positive statistical fluctuation in that distribution equal or larger than the observed excess, anywhere in the explored mass range [110-150 GeV], is 1. 6 x 10⁻⁴. This probability corresponds to 3. 6 standard deviations. Similar results have been obtained in the searches of the Higgs boson in other decay channels by the ATLAS collaboration, as well as by CMS. These results indicate the existence of a new particle, whose properties are compatible with those of the Standard Model Higgs boson.