Thèse soutenue

Recherche de la production électrofaible de paires Zγ et mesure de la section efficace différentielle de production de Zγ en association avec deux jets dans l'ATLAS expérience du LHC

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Auteur / Autrice : Olympia Dartsi
Direction : Lucia Di Ciaccio
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique subatomique et astroparticules
Date : Soutenance le 03/10/2019
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble, Isère, France ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de physique des particules
Jury : Président / Présidente : Giovanni Lamanna
Examinateurs / Examinatrices : Evelin Meoni, Francesco Polci
Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Schwemling, Chariclia Petridou

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le sujet physique de ma thèse est la mesure de la section efficace de di-boson Zgamma; production en association avec une paire de dijet à haute masse.Les données de collision protons-protons de l’expérience ATLAS au Grand collisionneur de hadrons du CERN à une énergie dans le centre de masse de13 TeV, recueillies en 2015 et 2016 et correspondant à une luminosité intégrée de 36.1 fb^{-1} sont analysées. La production électrofaible d’événements Zgammajj donne un accès direct à la nature du mécanisme de brisure spontanée de symétrie électrofaible, en sondant les couplages quantiques de boson WWZgamma,ZZZgamma, ZZgammagamma et Zgammagammagamma. Les trois derniers sont interdits à l’ordre le plus basdans le Modèle Standard. Tout écart par rapport aux prévisions du ModèleStandard pourrait être un indice d’une nouvelle physique.Jusqu’à présent, la production électrofaible de Zgammajj, qui consiste en desprocessus avec constante couplage électrofaible du quatrième ordre et qui inclut des processus de diffusion de vecteur-boson, n’a jamais été observée. Le même état final Zgammajj peut être produit par un processus fortement médié,avec un constante couplage électrofaible de second ordre et un couplage fortde second ordre, résultant en une section efficace de trois ordres de grandeur plus grande que la section électrofaible. La production de Zgammajj via un mécanisme électrofaible et fort interfère puisque les états initiaux et finaux sont les mêmes. La compréhension de cet effet est un aspect important de l’analyse.Dans ma thèse, j’ai étudié cet effet et son impact sur l’observation du pro-cessus et sur les mesures de le section efficace. Pour cette étude, après avoir effectué le calcul des trois contributions (électrofaible, forte et interférence) à la section efficace totale à l’aide de simulations de Monte Carlo, j’ai effectué une optimisation des coupes de sélection, afin de réduire l’impact de l’interférence, en définissant également une procédure pour la prise en compte de cette interférence dans l’analyse des données. Le point focal expérimental de mon travail est la mesure de la section efficace différentielle de l’état final Zgammajj en fonction de la masse invariante du système Zgamma, du momentum transversal du photon, de la multiplicité de jets et de la masse invariante du système Dijet. Les distributions sensibles à la nouvelle physique sont corrigées par les effets détecteur et comparées aux attentes des PM.Tous résultat de physique repose sur la reconstruction et la sélection d’états finaux composés de jets, d’électrons, de muons et de photons. Les électrons et leur identification jouent donc un rôle important dans l’analyse Zgammajj. Ce rapport de thèse documente également le travail que j’ai fait sur l’efficacité de l’identification des électrons, y compris d’une méthode supplémentaire axée sur les données. Les résultats que j’ai obtenus, sont utilisés dans toutes les analyses ATLAS dont la signature contient des électrons.