Thèse soutenue

Recherche du boson de higgs dans le canal ttH (H->bb) et mesure de la section efficace de production de ttbb avec le détecteur atlas au lhc

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Auteur / Autrice : Nihal Brahimi
Direction : Laurent VacavantGeorges Aad
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique des Particules et Astroparticules
Date : Soutenance le 31/10/2019
Etablissement(s) : Aix-Marseille
Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de physique des particules de Marseille (CPPM)
Jury : Président / Présidente : Cristinel Diaconu
Examinateurs / Examinatrices : Andrea Coccaro, Chafik Benchouk
Rapporteur / Rapporteuse : Jessica Levêque, Aurélio Juste Rozas

Résumé

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Depuis la découverte du boson de Higgs par les expériences ATLAS et CMS en juillet 2012, il est devenu crucial de mesurer ses propriétés, tel que son couplage aux fermions, pour établir sa nature et déceler toute déviation possible par rapport aux prédictions du Modèle Standard. Le couplage Yukawa du quark top est le plus fort et ainsi joue un rôle majeur dans la découverte de nouvelle physique. La production du boson de Higgs en association avec une paire de quark top et sa désintégration en deux quarks b, ttH(H->bb), donne accès à ce couplage. Bien que la production ttH a été récemment établie par ATLAS et CMS en combinant plusieurs canaux dont ttH(H->bb), ce dernier n'a jamais était observé directement. La complexité de l'état final de ttH(H->bb) impliquant un grand nombre de b-jets, ainsi que la présence du bruit de fond dominant de la production de paire de quark top avec des jets additionnels (tt+jets), en particulier avec des b-jets (ttbb), sont les principaux défis de ce canal. Par conséquent, l'étiquetage des b-jets, appelé b-tagging, et le contrôle du bruit de fond ttbb sont des ingrédients clés pour cette analyse. Cette thèse présente la recherche de ttH(H->bb) avec 36.1 /fb de données LHC recueillies par le détecteur ATLAS en 2015 et 2016. Des techniques novatrices pour améliorer la sensibilité de l'analyse, exploitant les données complètes du Run 2, sont aussi développées. En particulier, des études détaillées sont présentées dont la mesure de la section efficace différentielle du bruit de fond ttbb. L'optimisation des algorithmes de b-tagging en vue du projet LHC à haute luminosité, après l'amélioration du trajectographe d'ATLAS, est également présentée.