Recherche de jets émergents dans le cadre des modèles de QCD sombre avec le détecteur ATLAS

par Guillaume Albouy

Projet de thèse en Physique Subatomique et Astroparticules

Sous la direction de Marie-Hélène Genest.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale physique , en partenariat avec Laboratoire de Physique Subatomique et Cosmologie (laboratoire) depuis le 01-10-2021 .


  • Résumé

    Environ 85% du contenu en masse de l'univers est sous une forme encore inconnue, appelée matière noire. La recherche de particules candidates à la matière noire, qui pourraient être produites dans les collisions proton-proton au LHC, est en cours avec l'expérience ATLAS. Avec le Run-3 qui démarrera en 2022, il est intéressant de rechercher des scénarios moins bien explorés qui demandent une très bonne maîtrise des objets dans le détecteur, maîtrise qui s'appuie sur des années de bon fonctionnement. Un scénario envisagé est l'existence d'un secteur de type QCD ‘caché' ou ‘sombre' (contenant un candidat à la matière noire) se manifestant dans le détecteur par des jets aux caractéristiques inhabituelles, tant au niveau des traces associées dans le détecteur interne qu'au développement de la gerbe dans les calorimètres suite à la désintégration des particules du secteur sombre qui peuvent avoir de longs temps de vie. Le travail portera sur la recherche de signatures provenant de la QCD sombre avec le détecteur ATLAS, et en particulier sur celles reliées à des particules au long temps de vie. Cela inclura nécessairement du travail de performance (par ex. travail sur l'identification des jets, détection de vertex déplacés dans le détecteur interne, possibilités de nouveaux triggers…) incluant une utilisation des toutes premières données du Run-3.

  • Titre traduit

    Search for emerging jets within dark QCD models with the ATLAS detector


  • Résumé

    Approximately 85% of the mass contents of the universe is in the form of dark matter, which could be composed of new particles. The search for such particles, which could eventually be produced in the proton-proton collisions at the LHC, is underway with the ATLAS detector. With the start of Run-3 in 2022, it is interesting to look for less explored scenarios which require a very good understanding of the objects in the detector, understanding which can now benefit from many years of data taking. One of these scenarios is the existence of a 'hidden' or 'dark' QCD-like sector (including a dark matter candidate) which can be evinced by the presence of jets with unusual characteristics of their associated inner detector tracks and/or of their calorimeter energy deposition pattern, as these jets come from the decay of dark-sector particles which can have long lifetimes. The work will focus on the search for particles from the dark QCD sector with the ATLAS detector, and in particular on those with long lifetimes. This will necessarily include work on performances (for ex. work on jet identification, displaced vertices in the inner detector, possibility of new triggers,...), including work on the very first Run-3 data.