Mesure des propriétés CP du couplage Higgs-top dans le canal multilepton avec intelligence artificielle au sein de l'expérience ATLAS

Measurement of the CP properties of the Higgs-top coupling in the multilepton final state with machine learning in the ATLAS experiment

• Auteur / Autrice : Alberto Carnelli
• Direction : Frédéric Déliot
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique des particules
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2021
• 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 : Département de Physique des Particules
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Physique (2020-....)

Mots clés

Mots clés libres

Quark top

Boson de Higgs

Lhc

Atlas

Intelligence artificielle

Top quark

Higgs boson

Lhc

Atlas

Machine learning

Résumé

Le sujet de thèse proposé a pour but de mesurer les propriétés CP du couplage entre le boson de Higgs et le quark top dans le canal multilepton au sein de l'expérience ATLAS. Découvrir de nouvelles sources de violation CP est une des questions fondamentales de la physique des particules à l'heure actuelle. Les interactions de Yukawa dans le secteur du boson de Higgs peuvent fournir une forme particulièrement attractive pour des sources additionnelles de violation de CP. L'objectif de cette thèse est de mesurer le processus ttH par deux moyens innovants. D'abord de nouveaux algorithmes de reconstruction pour identifier les particules lourdes dans les événements ttH seront développés, ce qui est très ambitieux dans l'état final multilepton. Ensuite l'analyse sera structurée en utilisant exclusivement des observables CP pures. De nouvelles observables basées sur des rapports ou des angles seront explorées, et les mesures seront étudiées dans des régions de l'espace de phase où la séparation entre les différents processus Higgs-top est moins dépendante des propriétés CP du couplage Higgs-top. Cette nouvelle analyse devrait du même coup avoir une sensibilité accrue à des modes plus rares de couplages Higgs-boson comme les processus tHq.

The proposed PhD is aiming at measuring the CP properties of the Higgs-top coupling in the multilepton channel within the ATLAS experiment. Discovering new sources of CP violation is one of the most pressing questions in particle physics today. The Yukawa-like interactions in the Higgs boson sector could provide a particularly attractive way for additional sources of CP violation. The goal of PhD is to measure the ttH process in two innovative ways. First new reconstruction algorithms to identify the heavy particles in ttH events will be developed, which is made very challenging by the multilepton final state. Then the analysis will be designed exclusively based on pure CP observables. New observables based on ratios or angles will be explored, and measurements in regions of phase space where the separation between the various Higgs-top processes is less dependent on the CP properties of the Higgs-top-quark coupling will be studied. This new analysis should also have increased sensitivity to other rarer top quark associated Higgs production modes such as tHq.