Recherche de la désintégration de boson de higgs du modèle standard dans le canal H --> bb en production associée avec une paire de quarks top-antitop dans les collisions PP à une énergie 8 TeV au centre de masse avec le détecteur ATLAS au LHC

Search for the decay H --> bb of the standard model Higgs boson produced in association with hadronically decaying top quarks in pp collisions at 8 TeV with the ATLAS detector at the LHC

• Auteur / Autrice : Daniele Madaffari
• Direction : Mossadek Talby, Lorenzo Feligioni
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des Particules et Astroparticules
• Date : Soutenance le 18/12/2015
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Éric Kajfasz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mossadek Talby, Lorenzo Feligioni, Éric Kajfasz, Freya Blekman, Bruno Mansoulié, Dominique Pallin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Freya Blekman, Bruno Mansoulié

Mots clés

Mots clés contrôlés

Grand collisionneur de hadrons

Particules (physique)

Bosons de Higgs

Mots clés libres

Higgs

Lhc

Physique

Particules

Atlas

TtH

Higgs

Lhc

Physics

Particles

Atlas

TtH

Résumé

En 2012, une nouvelle particule a ete decouverte au Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) qui est susceptible d'etre identifie comme le boson de Brout-Englert-Higgs prevu par le Modele Standard (SM) de la physique des particules. Pour determiner si cette particule est bien celle prevue par le SM, les mesures de ses proprietes sont necessaires. Une des proprietes les plus importantes a mesurer est le couplage avec le quark top. Un test direct de ce parametre est la mesure de la section efficace de production du boson de Higgs en association avec une paire de quarks top anti-top (ttH). Dans cette these de doctorat la recherche du processus ttH (H ->bb) est presentee dans la topologie ou les deux quarks top se desintegrent hadroniquement. L'analyse dans ce canal de desintegration utilise 20,3 fb^-1 a √s = 8 TeV, recueillies avec le detecteur ATLAS au cours du Run 1 du LHC. La recherche utilise des evenements avec au moins cinq jets energiques et utilise la technique du ``boosted decision tree'' pour discriminer les evenement du signal de ceux provenant du dominant fond multijet qui est estime a partir des donnees grace a une nouvelle technique. En plus, pour cette analyse, de nouvelles techniques ont ete developpees pour l'estimation de l'efficacite du trigger utilis'e et des facteurs d'echelle. Pour une masse du boson de Higgs de 125 GeV, une limite superieure a 95% CL de 6.5 (resp. 5.4) fois la section efficace du SM est observee (resp. attendue). Une intensite du signal ttH, μ = 1.6 ± 2.6 fois la valeur du SM est obtenue. L'analyse du canal ttH (H→ bb) completement hadronique presentee dans cette these de doctorat est la premiere effectuee dans ce canal au LHC.

In 2012 a new particle was discovered at the Large Hadron Collider (LHC) by the ATLAS and CMS experiments, that is likely to be the Brout-Englert-Higgs boson predicted by the Standard Model (SM) of particle physics. To asses if this newly discovered particle is indeed the one predicted by the SM, the measurement of its properties is necessary. One of the most important properties to be measured is its coupling to the top quark. A precise measurement of this parameter can give hints on the energy scale where physics beyond the SM can manifest itself. A direct test of this parameter is the measurement of the Higgs boson production cross section in association with a pair of top anti-top quarks (ttH). In this doctoral thesis the search of the ttH (H → bb) process is presented in the topology where the two top quarks are decaying hadronically. The fully hadronic analysis uses 20.3 fb^-1 at √s = 8 TeV, collected with the ATLAS detector during Run 1 of the LHC. The search uses events with at least five energetic jets and uses a boosted decision tree to discriminate the signal from the overwhelming multijet background which is estimated using a new data driven technique. Moreover, for this analysis, new techniques have been developed for the estimation of trigger efficiencies and scale factors. For a Higgs Boson mass of 125 GeV, a 95% CL upper limit of 6.5 (resp. 5.4) times the SM cross section is observed (resp. expected). A ttH signal strength μ = 1.6 ± 2.6 times the SM value is obtained. The fully hadronic ttH (H → bb) analysis presented in this doctoral thesis is the first one performed in this channel at the LHC.