Recherche de particule de type axion de longue durée de vie au LHC dans l'expérience ATLAS
Auteur / Autrice : | Artur Cordeiro oudot choi |
Direction : | Bertrand Laforge |
Type : | Projet de thèse |
Discipline(s) : | Physique de l'Univers |
Date : | Inscription en doctorat le 01/10/2021 |
Etablissement(s) : | Sorbonne université |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Energies |
Mots clés
Résumé
Dans cette thèse, nous proposons de rechercher des particules de matière noire de durée de vie assez longue pour qu'elles puissent se désintégrer un peu n'importe où au sein du détecteur ATLAS, notamment au niveau de ses calorimètres. Dans un tel contexte, les algorithmes d'identification des particules actuels ne sont plus optimaux car ils ont été conçus en faisant l'hypothèse que les particules détectés sont produites au moment de la collision des protons du LHC et qu'elles se désintègrent très rapidement (sur quelques nm au mieux) en particules stables du Modèle Standard. Il faut donc définir de nouveaux algorithmes à même d'identifier ces désintégrations exotiques en reconstruisant si possible leur lieu de désintégration afin de permettre une mesure de leur durée de vie qui fournira des informations importantes pour discriminer les modèles prédisant une telle phénoménologie. Un des candidats intéressant à rechercher se trouve être une particule de type axion (ALP) de longue durée de vie pouvant se désintégrer en paire de photons [1, 2, 3]. Le recours a des algorithmes d'apprentissage profond sera investigué afin de maximiser la sensibilité de l'analyse à différents modèles d'ALP. Cette recherche exploitera les données du run 3 du LHC qui délivrera une énergie dans le centre de masse de 14 TeV encore jamais atteinte. Cette petite augmentation de l'énergie des faisceaux conjuguée avec une montée de la luminosité délivré par l'accélérateur permettra de pousser un cran plus loin la recherche de la matière noire.