Recherche des nouvelles physiques avec le détecteur ATLAS au Run 3 du LHC

Search for new physics with the ATLAS detector at the LHC

• Auteur / Autrice : Christian Tsava
• Direction : Lorenzo Feligioni, Steve Muanza
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : PHYSIQUE & SCIENCES DE LA MATIERE - Spécialité : PHYSIQUE DES PARTICULES ET ASTROPARTICULES
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Physique et sciences de la matière (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille

Mots clés

Mots clés libres

Nouvelle Physique

Boson de Higgs

Détecteur ATLAS

BSM physics

Higgs boson

ATLAS detector

Résumé

La prévisibilité du modèle standard (MS) de la physique des particules, a été confirmée par les résultats expérimentaux au cours des dernières décennies. Toutefois, des problèmes restent, parmi eux, la naturalité de la masse du boson de Higgs pluton que l'absence d'une particules qui peut expliquer la présence de matière noire. La recherche de la physique au-delà du modèle standard est menée pour résoudre ce type de problèmes. Dans les années à venir, la mesure de la production de a paires de bosons de Higgs, dite “di-Higgs”, jouera un rôle important dans la compréhension du potentiel de Higgs, d'autres modèles, tels que l'extension supersymétrique du MS, prédisent plusieurs bosons de Higgs, dont le plus léger pourrait être le Higgs découvert. Les performances du LHC permettent d'établir des limites aux masses de ces nouvelles particules potentielles bien au-delà de l'échelle électrofaible. Si cette échelle est beaucoup plus élevée que les énergies sondées par le LHC, les perspectives de découverte pourraient se limiter à des écarts dans les mesures de précision, sans explication théorique. Cependant, la nouvelle physique peut être à faible couplage avec les particules du SM, ses signatures potentielles sont noyées dans le bruit de fond du SM. L'objectif de cette thèse est d'étudier la présence de nouvelle physique BSM en utilisant les données collectées avec le détecteur ATLAS qui pourrait être responsable de déviations dans la section efficace de production du processus di-Higgs.

Standard Model (SM) of particle physics, its predictability, has been confirmed by experimental results over the last decades. However, problems remain open, such as the Higgs boson's unnatural mass, the presence of Dark Matter. The research of news physics beyond the Standard Model is carried out to resolve these shortcomings. In the coming years, the measurement of the di-Higgs production will play an important role in understanding the Higgs potential. In addition, other models, such as the supersymmetric extension of the SM, predict several Higgs bosons, the lightest of which could be the discovered Higgs. The LHC performance allows to set limits on masses of these potential new particles well beyond electroweak scale. If this scale is much higher than LHC energies probed, the discovery prospects could lie only in deviations on precision measurements with no theoretical explanation. However, new physics can be low coupling to the SM particles, its potential signatures are drowned by SM background. The aim of this thesis work is to investigate the presence of new physics BSM using the data collected with the ATLAS detector, the largest and general-purpose experiment, at the LHC, that could be responsible for deviations in the di-Higgs production cross section.