Recherche de la matière sombre produite en association avec un boson de Higgs se désintégrant dans une paire de quark b avec le détecteur ATLAS

Search for Dark Matter Produced in Association with a Higgs Boson Decaying to a pair of bottom quarks with the ATLAS Detector

• Auteur / Autrice : Dilia María Portillo-Quintero
• Direction : Gregorio Bernardi, Sandro De Cecco
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de l'univers
• Date : Soutenance le 24/10/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Physique nucléaire et hautes énergies (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Matteo Cacciari
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nikola Makovec
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabienne Ledroit-Guillon, Roberto Salerno

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matière noire (astronomie)

Quarks

Bosons de Higgs

Expérience ATLAS

Grand collisionneur de hadrons

Mots clés libres

ATLAS

LHC

Matière noire

Higgs

Quark bottom

B-tagging

ATLAS

Large Hadron Collider

Dark matter

Higgs

Quark bottom

B-tagging

Résumé

Une recherche de la production de matière noire associée à un boson de Higgs se décomposant en b-quarks est effectuée à l'aide de collisions pp à une énergie de centre de masse de √s = 13 TeV. L'ensemble de données a une luminosité intégrée de 80fb − 1 et a été enregistré avec le détecteur ATLAS du grand collisionneur de hadrons. Les événements de collision sélectionnés comprennent un grand moment transversal manquant et deux jets à petit rayon marqués b ou un seul jet à grand rayon contenant deux sujets marqués b. L'identification de ces sujets est basée sur un algorithme de jet dans lequel le paramètre de rayon est réduit à mesure que le moment transversal augmente. De plus, avec l'aide d'une nouvelle technique de reconstruction, l'absence de signification de la quantité de mouvement transversale manquante basée sur les objets, il est démontré que le fond provenant d'interactions fortes pures peut être rejeté avec succès. Les résultats sont interprétés dans le contexte d'un modèle simplifié (Z′-2HDM) décrivant l'interaction de la matière noire et des particules du modèle standard via de nouvelles particules lourdes de médiateur. Des limites indépendantes du modèle sur la section transversale de référence pour la production manquante de quantité de mouvement transverse de Higgs + sont également fournies.

A search for dark matter production in association with a Higgs boson decaying to b-quarks is performed using pp collisions at a centre-of-mass energy of √s=13TeV. The dataset has an integrated luminosity of 80fb−1 and was recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. Selected collision events comprise large missing transverse momentum and either two b-tagged small radius jets or a single large radius jet containing two b-tagged subjets. The identification of these subjects is based on a jet algorithm where the radius parameter is shrinked as the transverse momentum increases. Also, with the help of a novel reconstruction technique, the object-based missing transverse momentum significance, it is shown that background coming from pure strong interactions can be successfully rejected. The results are interpreted in the context of a simplified model (Z′-2HDM) which describes the interaction of dark matter and standard model particles via new heavy mediator particles. Also model independent limits on the fiducial cross-section for Higgs + missing transverse momentum production are provided.