Thèse soutenue

Mesure des propriétés du boson de Higgs avec les donnees du Run 2 collectees par l'experience ATLAS

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Auteur / Autrice : Saskia Falke
Direction : Thibault Guillemin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique subatomique et astroparticules
Date : Soutenance le 17/09/2019
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 Théorique (Annecy-le-Vieux)
Jury : Président / Présidente : Edwige Tournefier
Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Unal, Frank Tackmann
Rapporteurs / Rapporteuses : Fabio Cerutti, Fabrice Couderc

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les mesures actuelles des propriétés du boson de Higgs sont en bon accord avec les prédictions du Modèle Standard. Cependant, des théories au-delà du Modèle Standard sont néssessaires pour expliquer des questions fondamentales toujours ouvertes. Beaucoup de ces théories prédisent des déviations du Modèle Standard dans le secteur du Higgs, en particulier pour les couplages du boson de Higgs aux particules fondamentales. Celles-ci peuvent être testées au LHC dans des mesures des taux de production et de désintégration du boson de Higgs, avec une présision croissante. Ces mesures sont faites dans le contexte des Simplified Template Cross Sections; dans cette approche, l'espace de phase est divisé en modes de production et régions cinématiques, afin d'exploiter l'information de la forme des distributions de la manière la plus générique possible. Ceci permet également une combinaison facile de plusieurs modes de désintégration du boson de Higgs, exploitant ainsi leur différente sensitivité dans différentes régions de l'espace de phase. Le travail présenté dans cette thèse utilise des données de collisions de protons enregistrées à une energie de 13TeV par le détecteur ATLAS.Malgré une faible statistique, la désintégration du boson de Higgs en deux photons profite d'une signature expérimentale très propre, d'une résolution de masse excellente et d'un bruit de fond lisse. Elle représente donc un canal excellent pour les mesures de précision, en particulier dans des régions d'espace de phase avec une grande statistique, mais aussi une large contribution de bruit de fond. Ce document présente la mesure de la masse du boson de Higgs avec 36ifb de luminosité intégrée, ainsi que la mesure de sections efficaces de production avec 80ifb de données. Un ingrédient crucial pour ces mesures est une calibration précise de l'énergie des photons. Une chaine de calibration complexe est appliquée pour corriger toute source possible de biais de calibration dans le détecteur et lors de la réconstruction. L'étape finale utilise la désintégration du boson Z en paire electron-positron comme référence. Des études détaillées de cette étape sont également présentées.Comme aucun indice concret vers un modèle particulier de nouvelle physique a été trouvé jusqu'à maintenant, il est important d'interpréter les mesures de manière générique. Dans cette thèse, les résultats combinés de plusieurs canaux de désintégration du boson de Higgs sont interprétés dans le contexte de théories effectives des champs. Ces résultats permettent de déterminer des limites sur un large ensemble d'opérateurs. Les résultat obtenus peuvent ensuite être interprétés dans des modèles particuliers.