Mesure des propriétés du boson de Higgs via ses désintégrations en 4 leptons dans le détecteur CMS dans les collisions pp à 13 TeV au LHC

Measurements of the Higgs boson properties through its decay to four leptons in the CMS detector with 13 TeV pp collisions at LHC

• Auteur / Autrice : Toni Šćulac
• Direction : Yves Sirois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des particules
• Date : Soutenance le 05/12/2018
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE) en cotutelle avec Sveučilište u Zagrebu (Hrvatska)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, hadrons, énergie et noyau : instrumentation, imagerie, cosmos et simulation (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École polytechnique (Palaiseau, Essonne ; 1795-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Leprince-Ringuet (Palaiseau ; 1936-....)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Vacavant
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yves Sirois, Ivica Puljak, Krešimir Kumerički, Mathieu de Naurois
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sandra Kortner

Mots clés

Mots clés contrôlés

Grand collisionneur de hadrons

Physique des hautes énergies

Bosons de Higgs

Particules (physique)

Mots clés libres

Cms

Lhc

Boson du Higgs

Spin

Parité

Propriétés

Cms

Lhc

Higgs boson

Spin

Parity

Properties

Résumé

Les mesures des propriétés du boson de Higgs dans le canal en 4 leptons sont rapportées dans cette thèse. Les données prises avec le détecteur CMS dans des collisions proton-proton à 13 TeV dans le centre de masse sont utilisées. Des améliorations importantes, touchant plusieurs aspects de l'analyse, ont été apportées. Mes contributions principales portent sur deux grands axes: amélioration de la mesure d'efficacité de sélection des électrons et analyse des données 2017 en tant qu'analyseur et éditeur principal.Les résultats sont montrées pour les données du Run II, collectées en 2016 et 2017, correspondant à des luminosités intégrées de 35.9 fb-1 et 41.5 fb-1, respectivement.Les modifications de l'intensité de signal, relative aux prédictions du Modèle Standard (MS), la masse et la largeur du boson de Higgs ainsi que les sections efficaces de production inclusives et différentielles sont mesurées. Tous les résultats sont en bon accord avec les prédictions du MS pour un boson de Higgs avec une masse de 125 GeV.Finalement, une mesure des modificateurs de l'intensité du signal est effectuée en combinant les données 2016 et 2017, pour un total de 77 fb-1. Une nouvelle fois, ces mesures sont en accord avec le MS. De nouvelles frontières sont désormais atteintes, les incertitudes statistiques et systématiques sont désormais d'égale contribution à l'incertitude totale sur les mesures inclusives de section efficace de production.

This thesis reports on measurements of Higgs boson properties in the four-lepton channel in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV with the CMS detector. Significant improvements in many aspects of the analysis are introduced. My contribution is twofold, improving the electron selection efficiency measurements and leading the analysis of data recorded in 2017 as the main author. Results of the analysis of Run II data are presented for two data sets recorded in 2016 and 2017, corresponding to integrated luminosities of 35.9 fb−1 and 41.5 fb−1, respectively. The signal strength modifiers relative to the standard model prediction, the mass and decay width of the boson, differential and inclusive cross sections are measured. All results are in good agreement with standard model expectations for a 125 GeV Higgs boson within the uncertainties. Finally, a measurement of the signal strength modifiers on combined 77.4 fb−1 of data collected in 2016 and 2017 is also performed and is again found to be compatible with the SM predictions. New frontiers are reached as the statistical and systematical contributions to the total uncertainty on the inclusive signal strength measurement are found to be of the similar size.