Studies of the Higgs boson properties and search for new physics beyond the standard model in multilepton final states with the Atlas detector at LHC

par Zhi Li

Thèse de doctorat en Physique des particules et astroparticules

Sous la direction de Emmanuel Monnier et de Xueyao Zhang.

Le président du jury était Cristinel Diaconu.

Le jury était composé de Lianliang Ma, Suzanne Gascon-Shotkin.

Les rapporteurs étaient Kun Liu, Xuai Zhuang.

  • Titre traduit

    Etudes des propriétés du boson de Higgs et recherche de nouvelle physique au delà du modèle standard dans des états finaux multi-leptoniques avec le détecteur Atlas auprès du LHC


  • Résumé

    La mesure des propriétés du boson de Higgs est l'un des principaux axes de la physique des hautes énergies. Le couplage de Yukawa entre le Higgs et le quark top - qui est le fermion du modèle standard le plus lourd - est l'une des constantes les plus intéressantes qui puissent être sondées à partir de la mesure de la section efficace de la production associée d'un boson de Higgs avec une paire de quarks top (ttH). La mesure de cette section efficace ttH dans des états finaux multileptons avec des collisions proton-proton à une énergie dans le centre de masse de √s = 13 TeV est présentée dans cette thèse. La mesure a été effectuée sur un ensemble de données, et une luminosité intégrée de 79.9 fb−1, enregistrées par l'expérience ATLAS au grand collisionneur de hadron. La signifiance observée (attendue) comme excédent au-dessus de l'hypothèse de fond uniquement est de 1.8 (3.1) écarts-types. L'analyse de la mesure de la section efficace ttH avec l'ensemble des données ATLAS du Run 2 et une luminosité intégrée de 139.0 fb−1 est toujours en cours. La dernière partie de la thèse présente une recherche de résonance neutre lourde X dans un canal X →WW → eνµν à partir de données collectées par ATLAS en 2015 et 2016. Les données ont été prises à une énergie dans le centre de masse de √s=13 TeV, et une luminosité intégrée de 36.1 fb−1. Les limites supérieures à 95% CL sont fixées sur la section efficace de production de résonance multipliée par la fraction de branchement X →WW.


  • Résumé

    The measurement of the Higgs boson properties is one of the main focuses of the high energy physics. The Yukawa coupling between Higgs and top quark - which is the heaviest Standard Model (SM) fermion - is one of the most interesting constants which can be probed from the cross section measurement of associated production of a Higgs boson with a top-quark pair (ttH ).This ttH cross section measurement with proton-proton collisions at a center-of-mass energy of √s = 13 TeV is presented in this thesis. The measurement was performed in multilepton final states using a dataset corresponding to an integrated luminosity of 79.9 fb−1 recorded by the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider (LHC). The observed (expected) significance as excess above the background-only hypothesis is 1.8σ (3.1σ). The analysis to measure the ttH cross section with the full Run 2 ATLAS dataset corresponding to 139.0 fb−1 integrated luminosity is in progress. The last part of the thesis presents a search for a heavy neutral resonance X in an X → WW → eνµν channel using data collected by ATLAS in 2015 and 2016. The 36.1 fb−1 integrated luminosity dataset was taken at a center-of-mass energy of √s=13 TeV. Upper limits at 95% CL are set on the resonance production cross section times branching fraction X →WW.


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