Une description améliorée de la forme de distribution de masse du boson Z, et une première analyse simultanée des paramètres électrofaibles et des fonctions de distribution des partons avec l'expérience ATLAS au LHC
Auteur / Autrice : | Juan Salvador Tafoya Vargas |
Direction : | Zhiqing Zhang, Louis Fayard |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique des particules |
Date : | Soutenance le 13/10/2023 |
Etablissement(s) : | université Paris-Saclay |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulat |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de physique des deux infinis Irène Joliot-Curie (2020-....) |
référent : Faculté des sciences d'Orsay | |
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Physique (2020-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Maarten Boonekamp |
Examinateurs / Examinatrices : Katerina Lipka, Guillaume Unal, Claire Gwenlan, Jean-Philippe Lansberg | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Katerina Lipka, Guillaume Unal |
Mots clés
Résumé
Le travail rapporté dans cette thèse est présenté en deux parties. La première est centrée sur l'étude d'une technique d'étalonnage nouvellement proposée, tandis que la seconde décrit les résultats des premiers ajustements combinés mW+PDF effectués dans ATLAS. Le calorimètre électromagnétique à argon liquide est étalonné en examinant la distribution en masse du boson Z dans le canal diélectrons. En utilisant les échantillons d'événements correspondant aux mesures de 2018, une nouvelle technique d'étalonnage Monte Carlo a été mise en œuvre avec l'objectif d'absorber le désaccord restant entre les formes de masse des données mesurées et leur simulation. La méthode consiste en une correction de la résolution en énergie électron par électron, paramétrée en fonction de la pseudorapidité de l'électron et du moment transverse. L'ajustement final a permis d'améliorer l'accord entre les données et le MC, en faisant passer le χ² de 2323 à 122 pour 100 degrés de liberté. La même technique d'étalonnage a été répétée par la suite avec des passes spéciales à faible empilement à 13 TeV, pour étudier son impact sur la mesure de la masse du boson W.Dans le cadre des études de minimisation mises en œuvre pour l'étalonnage, une nouvelle méthode statistique a été proposée afin de traiter les discontinuités dans une courbe χ² multidimensionnelle produite par la comparaison entre les histogrammes de deux échantillons. La méthode est basée sur la paramétrisation de l'histogramme pertinent via une forme fonctionnelle continue, qui est utilisée pour estimer un χ² par rapport à l'autre histogramme. Cette méthode permet de mettre en œuvre l'ajustement des 40 paramètres utilisés pour définir la correction de la résolution.L'étude combinée mW et PDF vise principalement à déterminer la corrélation entre les deux mesures. L'étude porte sur les sections efficaces des bosons W mesurées par les données à faible empilement en fonction du moment transverse du lepton pT(lepton), utilisé pour sonder la dépendance de pT(lepton) en fonction de mW ; pour les besoins de cette étude, des pseudo-données à mW(nom)=80.4 GeV ont été utilisées à à la place des mesures réelles. La contrainte de la partie PDF a été mise en œuvre comme une extension de l'ajustement ATLASpdf21, qui utilise uniquement les données ATLAS (en plus des sections efficaces DIS de HERA). Les études combinées ont révélé une influence importante des PDF sur la valeur ajustée de mW, conduisant à des décalages de mW(fit) (par rapport à mW(nom)) qui dépendent de la forme des pseudo-données. Les ajustements combinés finaux de mW+PDF sur les pseudo-données (qui incluent toutes les sources systématiques pertinentes) ont montré un décalage de Δ mW = (-7 ±23) MeV avec une corrélation globale de ρ ≈ 0.39.