Etude du quark top avec ATLAS au LHC : Mise en route du calorimètre électromagnétique

Top quark studies with ATLAS at the LHC : Electromagnetic calorimeter commissioning

• Auteur / Autrice : Bernardo Resende Vaz de Melo Xavier
• Direction : Emmanuel Monnier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique mathématique. Physique des particules et modélisation
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (1969-2011) - Centre de physique des particules de Marseille (CPPM)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polarisation (physique nucléaire)

Modèles des quarks

Calorimètres électromagnétiques

Résumé

En 2007 aura lieu la mise en service du LHC, collisionneur proton-proton construit au CERN et dont les objectifs comprennent l' étude de l'origine de la masse et la recherche de nouvelle physique. L'expérience ATLAS tentera d'en exploiter toutes les potentialités avec un détecteur généraliste en plusieurs couches. L'étude du quark top constituera une étape importante dans les recherches d' ATLAS : ses propriétés peuvent révéler la trace d'une nouvelle physique. Dans ce but, la polarisation du quark top et du boson W qui en provient ont été étudiées. L'analyse en simulation détaillée présentée ici a confirmé des résultats en simulation rapide avec une estimation extensive des erreurs systématiques. ATLAS peut ainsi espérer une précision de quelques pourcents avec 10 fb-1 de données, à savoir une année de fonctionnement du LHC. Cette précision est suffisante pour permettre d'écarter ou retenir divers modèles de nouvelle physique. Parmi les sous-systèmes d'ATLAS, le calorimètre électromagnétique joue un rôle crucial dans la caractérisation des électrons et photons, utilisés notamment pour la recherche du boson de Higgs. Cet exposé a pour thème sa mise en route, à la veille des premières collisions. Ceci comprend dans un premier temps l'installation du détecteur et de son électronique, dont le fonctionnement est rappelé, notamment le système de calibrage ; et dans un deuxième temps l'observation de muons cosmiques, premier test de la chaîne de lecture et de reconstruction dans des conditions réelles de fonctionnement, et dont une analyse est présentée.

The first proton-proton collisions in the Large Hadron Collider at CERN will take place on 2007. It aims at understanding the origins of mass, and it will also look for new physics. The ATLAS experiment will exploit all those physics potentialities, using a multilayer generalist detector. Quark top studies will be an important step in ATLAS physics program : its properties may reveal hints of new phenomena. One way to look for new physics is through quark top and W boson polarizations, which are studied here. This detailed simulation study has confirmed previous fast simulation results including extensive systematics estimation. ATLAS should thus yield a precision of a few percents with 10 fb1 of data, that is a year of LHC working. This precision is sufficient to select among several new physics models. Among ATLAS subsystems, the electromagnetic calorimeter plays a crucial role in the characterisation of electrons and photons, with are used in particular for the Higgs boson search. This document deals with the calorimeter commissioning as the time of the first collisions approaches. The detector itself and its electronics will be described, as well as its installation and calibration. Cosmic muons observation will then be presented, as the first overall test of the reading and reconstruction electronics chain in actual working conditions.