Mesure de la section efficace de production WW dans les collisions proton-proton A √s=8 TeV avec le détecteur ATLAS

Measurement of the WW production cross-section in Proton-Proton Collisions at √s=8 TeV with the ATLAS detector

• Auteur / Autrice : Jun Gao
• Direction : Emmanuel Monnier, Yanwen Liu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des Particules et Astroparticules
• Date : Soutenance le 30/10/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille en cotutelle avec University of Chinese academy of sciences
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Jan Kretzschmar
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Monnier, Yanwen Liu, Jan Kretzschmar, Yajun Mao, Emmanuel Sauvan, Zhengguo Zhao, Shenjian Chen, Eric Kajfasz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yajun Mao, Emmanuel Sauvan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Particules (physique)

Bosons de Higgs

Grand collisionneur de hadrons

Mots clés libres

Détecteur ATLAS

Production W⁺W⁻

Section efficace

Couplage anomal

ATLAS detector

W⁺W⁻ process

Cross section

Anomalous coupling

Résumé

Le Modéle Standard (MS), actuelle théorie fondamentale de la physique des particules, fournit une description des particules élémentaires et de plusieurs interactions fondamentales : les forces électromagnétique, forte et faible. Au Centre Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN), des scientifiques du monde entier cherchent à com- prendre les lois fondamentales régissant l’Univers. LHC (Large Hadron Collider), pour les faire entrer en collision au centre des détecteurs et obtenir des indications quant à la manière dont les particules interagissent et ainsi appréhender les lois fondamentales de la nature. L’expérience ATLAS(roidalLhcApparatuS), couvre un large spectre de mesures physiques, incluant des mesures de précision du MS, la recherche du boson de Higgs, ou de trace de nouvelle physique. L’expérience CMS a un programme similaire. Les événements W⁺W⁻ sont sélectionnés à partir de trois états finaux : ee, eµ, and µµ. Afin de réduire le bruit de fond, constitué principalement de processus Drell-Yan ou de paires t¯t, une coupure est appliquée sur l’énergie transverse manquante, et les événements contenant des jets hadroniques satisfaisant certains critères de sélection sont rejetés. Les principaux bruits de fonds résiduels, essentiellement des processus W+jets, top, Z+jets, sont estimés à l’aide de modèles établis à partir des données observées (méthodes data driven). Ces méthodes d’estimation sont validées en les comparants à d’autres méthodes indépendantes. La section efficace mesurée est 71.0⁺¹⋅¹₋₁⋅₁(stat)⁺⁵⋅⁷₋₅⋅₀(syst)⁺²⋅¹₋₂⋅₀(lumi) pb, en accord avec la prédiction NNLO du MS de 63.2⁺²⋅⁰₋₁⋅₈pb.

The Standard Model (SM), actual fundamental theory for particle physics, provides a description of the elementary particles and the fundamental interactions: the electromagnetic, weak and strong forces. At the European Organization for Nuclear Research (CERN), physicists and engineers from all over the world are searching to understand the fundamental laws of the universe. It is at CERN that the world's largest and most sophisticated experimental instruments have been built, to accelerate particles at the energy of 3.5-4 TeV with the Large Hadron Collider (LHC). A Toroidal LHC ApparatuS (ATLAS), one of the four main detectors at LHC. In ATLAS, di-boson production is one of the most important electro-weak processes.The electro-weak sector of the SM, as well as the strong interactions, can be tested through the precision measurements of the W⁺W⁻ production cross section. A measurement of the W⁺W⁻ production cross section in 8 TeV center of mass proton-proton collisions is presented here from data collected with the ATLAS detector at the LHC for a total integrated luminosity of 20.3 fb⁻¹. The W⁺W⁻ events are selected with 3 final states: ee, eµ, and µµ. In order to suppress the background contamination, mainly from the Drell-Yan and ttbar processes, a cut on missing transverse energy is applied and events with hadronic jets satisfying appropriate selection criteria are rejected. The major backgrounds, mainly including W +jets, top and Z+jets, are estimated by data driven technique. The measured cross section is 71.0⁺¹⋅¹₋₁⋅₁(stat)⁺⁵⋅⁷₋₅⋅₀(syst)⁺²⋅¹₋₂⋅₀(lumi) pb, which is consistent with SM Next-to-Next-Leading-Order prediction of 63.2⁺²⋅⁰₋₁⋅₈ pb.