Sonder la production de paires de bosons de Higgs par la fusion de bosons vectoriels au LHC dans l'expérience ATLAS

Probing the Higgs boson pair production through Vector Boson Fusion at the LHC in the ATLAS experiment

• Auteur / Autrice : Leonardo Splendori
• Direction : Arnaud Duperrin, Thomas Strebler
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : PHYSIQUE & SCIENCES DE LA MATIERE - Spécialité : PHYSIQUE DES PARTICULES ET ASTROPARTICULES
• Date : Inscription en doctorat le 22/06/2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Physique et Sciences de la Matière
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille

Mots clés

Mots clés libres

Atlas

Higgs

Lhc

Di-Higgs

Hl-lhc

Flavour tagging

Résumé

L'étude de la production de paires de bosons de Higgs suscite un intérêt croissant dans la communauté de la physique des particules, en particulier dans la perspective de la phase de haute luminosité du LHC. Outre l'auto-couplage de Higgs, le couplage VVHH est également un paramètre important pour améliorer notre compréhension de la brisure de la symétrie électrofaible, qui peut être sondée par la recherche d'événements di-Higgs dans le mode de production VBF. Le détecteur ATLAS est parfaitement adapté à ces études, sa conception étant optimisée pour reconstruire et identifier la plupart des produits de désintégration des particules du modèle standard produites dans des phénomènes physiques rares impliquant des bosons de Higgs, tels que les modes de production di-Higgs. Cette thèse comprendra des travaux sur l'optimisation des algorithmes utilisés pour identifier les jets produits dans l'hadronisation des quarks b nécessaire dans la mise à niveau du détecteur ATLAS prévue pour la phase de haute luminosité du LHC. Ces algorithmes jouent un rôle majeur dans tous les états finaux impliquant des quarks b, par exemple produits lors de la désintégration du quark top et du boson de Higgs. Des contraintes très fortes sur le couplage VVHH peuvent déjà être obtenues avec l'ensemble de données du troisième Run du LHC, en particulier en combinant les régions à m(HH), que ce sois faible ou élevé.

The study of the Higgs boson pair production is generating a growing interest in the particle physics community, in particular in view of the High-Luminosity phase of LHC. In addition to the Higgs self-coupling, the VVHH coupling is also an important parameter to improve our understanding of the electroweak symmetry breaking, which can be probed through the search for di-Higgs events in the VBF production mode. The ATLAS detector is ideally suited for such studies, with its design optimised to reconstruct and identify most of the decay products of the Standard Model particles produced in rare physics processes involving Higgs bosons, such as the di-Higgs production modes. This thesis will include work on the optimisation of the algorithms used to identify jets produced in the hadronization of b-quarks for the upgrade of the ATLAS detector planned for the High-Luminosity phase of the LHC. Those algorithms play a major role in all the final states involving b-quarks, produced in the decay of the top quark and of the Higgs boson for instance. Very strong constrains on the VVHH coupling can already be achieved with the LHC Run 3 dataset, in particular combining the low and high m(HH) regions.