No description available.

Nous abordons le problème de la recherche indépendante du modèle pour la Nouvelle Physique (NP), au Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) en utilisant le détecteur ATLAS. Une attention particulière est accordée au développement et à la mise à l'essai de nouvelles techniques d'apprentissage automatique à cette fin. Le présent ouvrage présente trois résultats principaux. Tout d'abord, nous avons mis en place un système de surveillance automatique des signatures génériques au sein de TADA, un outil logiciel d'ATLAS. Nous avons exploré plus de 30 signatures au cours de la période de collecte des données de 2017 et aucune anomalie particulière n'a été observée par rapport aux simulations des processus du modèle standard. Deuxièmement, nous proposons une méthode collective de détection des anomalies pour les recherches de NP indépendantes du modèle au LHC. Nous proposons l'approche paramétrique qui utilise un algorithme d'apprentissage semi-supervisé. Cette approche utilise une probabilité pénalisée et est capable d'effectuer simultanément une sélection appropriée des variables et de détecter un comportement anormal collectif possible dans les données par rapport à un échantillon de fond donné. Troisièmement, nous présentons des études préliminaires sur la modélisation du bruit de fond et la détection de signaux génériques dans des spectres de masse invariants à l'aide de processus gaussiens (GPs) sans information préalable moyenne. Deux méthodes ont été testées dans deux ensembles de données : une procédure en deux étapes dans un ensemble de données tiré des simulations du modèle standard utilisé pour ATLAS General Search, dans le canal contenant deux jets à l'état final, et une procédure en trois étapes dans un ensemble de données simulées pour le signal (Z′) et le fond (modèle standard) dans la recherche de résonances dans le cas du spectre de masse invariant de paire supérieure. Notre étude est une première étape vers une méthode qui utilise les GPs comme outil de modélisation qui peut être appliqué à plusieurs signatures dans une configuration plus indépendante du modèle. / We address the problem of model-independent searches for New Physics (NP), at the Large Hadron Collider (LHC) using the ATLAS detector. Particular attention is paid to the development and testing of novel Machine Learning techniques for that purpose. The present work presents three main results. Firstly, we put in place a system for automatic generic signature monitoring within TADA, a software tool from ATLAS. We explored over 30 signatures in the data taking period of 2017 and no particular discrepancy was observed with respect to the Standard Model processes simulations. Secondly, we propose a collective anomaly detection method for model-independent searches for NP at the LHC. We propose the parametric approach that uses a semi-supervised learning algorithm. This approach uses penalized likelihood and is able to simultaneously perform appropriate variable selection and detect possible collective anomalous behavior in data with respect to a given background sample. Thirdly, we present preliminary studies on modeling background and detecting generic signals in invariant mass spectra using Gaussian processes (GPs) with no mean prior information. Two methods were tested in two datasets: a two-step procedure in a dataset taken from Standard Model simulations used for ATLAS General Search, in the channel containing two jets in the final state, and a three-step procedure from a simulated dataset for signal (Z′) and background (Standard Model) in the search for resonances in the top pair invariant mass spectrum case. Our study is a first step towards a method that takes advantage of GPs as a modeling tool that can be applied to several signatures in a more model independent setup.

This thesis presents a search for neutral bosons, such as new Higgs and Z' bosons, predicted by theories extending the Standard Model of particle physics. The search is performed in the di-tau analysis channel, where both tau leptons decay hadronically. Promising candidates of such theories are the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) and the non-universal G(221) model, which predict large couplings to tau leptons in large regions of their parameter space. Proton–proton collisions produced by the Large Hadron Collider (LHC) at a center-of-mass energy of 13 TeV, recorded with the ATLAS detector in 2015 and 2016, are analyzed for this search. The data correspond to an integrated luminosity of 36.1 fb^-1. This search relies on sophisticated algorithms for the reconstruction of hadronic tau decays from their decay products. This thesis presents a novel approach employing multivariate techniques to significantly improve existing algorithms, which became the default for reconstruction of hadronic tau decays in ATLAS since 2017. Additionally, the new method can provide useful information for subsequent tau identification algorithms. The MSSM extends the Higgs sector of the Standard Model by four additional Higgs bosons. Of particular interest for this thesis are the neutral CP-even H and CP-odd A bosons. The search for these bosons is performed in the mass range of 0.2 TeV to 2.25 TeV in two orthogonal categories depending on the number of identified b-quarks, each preferring one of the two considered production modes via gluon–gluon fusion or b-associated production. The data are in good agreement with the Standard Model prediction. Upper limits are set on the cross-section times branching fraction using a confidence level (CL) of 95 % independently for both production modes. Most stringent observed limits are found for a resonance mass of 1.5 TeV to be 4.94 fb and 3.65 fb for gluon–gluon fusion and b-associated production, respectively. The results are further interpreted in the hMSSM, mhmax and mhmod scenarios. Observed upper limits in the hMSSM scenario on tanβ are found to be between 4.6 at mA = 0.25 TeV and 41.4 at mA = 1.5 TeV. The search for additional Z' bosons is performed independently on the number of identified b-quarks in the mass range of 0.2 TeV to 4 TeV. As for the search for additional Higgs bosons no significant hint for new physics has been observed. 95 % CL observed upper limits are set on the cross-section times branching fraction for Z' bosons in the Sequential Standard Model (SSM) benchmark scenario between 20.5 pb at mZ' = 0.2 TeV and 7.74 fb at mZ' = 1.75 TeV. The observed upper limit for the highest considered mass of mZ' = 4 TeV is found to be 16 fb. Z' bosons in the SSM and the non-universal G(221) model are excluded at 95 % CL for masses below 2353 GeV and 2232 GeV, respectively.

No description available.

In dieser Dissertation wird eine Suche nach einem angeregten $b$ Quark, $b^*$, durchgeführt. Für diese $b^*$ wird eine anomale Kopplung an Bosonen aus dem Standard Modell vorhergesagt. Diese Kopplung führt zu der Produktion in hochenergetischen Proton-Proton Kollisionen. In der Suche zielen wir auf Ereignisse, bei denen eines der zwei $W$ Bosonen in ein Elektron oder Muon zerfällt und das andere in ein Hadronenpaar. Da es nur ein Neutrino in diesem Prozess gibt, kann das ganze Ereigniss kinematisch rekonstruiert werden. Damit ist es möglich, die Masse des $b^*$ als diskriminierende Variable zu verwenden. Als Datenquelle dienen die Daten, die der ATLAS Detektor in den Jahren 2015 und 2016 bei Proton-Proton Kollisionen mit einer Schwerpunksenergie von $\sqrt s = \SI{13}{\tera\electronvolt}$ aufgezeichnet hat. Dabei entspricht diese Datenmenge einer integrierten Luminosität von $\L_{int} = \SI{36.1}{\femto\barn^{-1}}$. Da die Analyse auf hochmassige $b^*$ abziehlt, kann man davon ausgehen, dass das Hadronenpaar aus dem $W$ Zerfall in einen Jet mit großen Radius passt. Es wurde kein signifikanter Überschuss über den Untergrund gefunden. Damit können nur obere Ausschlussgrenzen bezüglich der Wirkungsquerschnitte in dem entsprechenden Zerfallskanal abgeleitet werden. Unter Annahme von einer Kopplungskonstanten von 1, sind Zerfälle von $b^*\to Wt$ bis zu einer Masse $m_{b^*,\mathrm{obs}}= \SI{2.5}{\tera\electronvolt}$ ausgeschlossen, wobei erwartet wurde, dass die Ausschlussmasse bei $m_{b^*,\mathrm{exp}}= \SI{2.4}{\tera\electronvolt}$ liegen würde. / A search for an excited $b$ quark, $b^*$, in events containing a top quark and a $W$ boson is investigated. These $b^*$ are predicted to have some anomalous couplings to Standard Model bosons aiding the production in high energy proton-proton collisions. The search is aiming for events, where one of the two $W$ bosons decays into an electron or muon, while the other decays hadronically. With only one neutrino, the event can be kinematically fully reconstructed. This enables the use of the mass of the $b^*$ as the discriminant variable. The data source under investigation is the data taken by the ATLAS detector at the LHC accelerator in the years 2015 and 2016 at a center-of-mass energy of $\sqrt s = \SI{13}{\tera\electronvolt}$. The combined dataset corresponds to an integrated luminosity of $\L_{int} = \SI{36.1}{\femto\barn^{-1}}$. The analysis targets high mass excited $b^*$ quarks, where the products of the hadronically decaying $W$ are contained within a large-radius jet. No significant excess over the expected background is observed and upper limits on the cross-section times branching ratio and coupling limits are derived. Assuming unit coupling, $b^*$ decaying into $Wt$ are excluded up to $m_{b^*,\mathrm{obs}}= \SI{2.5}{\tera\electronvolt}$, with an expected exclusion limit of $m_{b^*,\mathrm{exp}}= \SI{2.4}{\tera\electronvolt}$.

This thesis tries to give a critically considered view of what New Age thought is about, where it came from, and where it takes education and the scientific quest for truth. The interest of this study lies in exposing the underlying New Age beliefs and premises so that the implications that New Age thought has for truly meaningful human development and the educational and scientific quest for truth can be determined. A historical investigation which proceeds from the assumption that New Age thought is a phenomenon with philosophical underpinnings that lie in Western historical dynamics is utilised in order to extract and give context to the beliefs and premises in which New Age thought is anchored. Firstly, the movements in the West's alternative mystical and magical spiritual tradition from which current New Age spiritual approaches issue are scrutinized. This is followed by an exploration of mainstream Western history. Foundational premises and central ideas concerning New Age anthropology, morality, cosmology, and epistemology which issue forth from theories in Western philosophy, psychology, and science are identified and critically analysed. From these analyses, the meaning and direction that New Age thought circumscribes for human development and learning are fully explored and evaluated. It is found that New Age thought upholds a magical worldview in which the objective existence of truth is denied. Because New Age thought does not create educational space in which the quest for truth as obedience to truth can be learnt and practised, emotional, moral, and cognitive development is arrested and the real, educational value in scientific inquiry is defeated. This study is concluded with suggestions that are personal yet grounded in the findings of this research as to the defense and upholdment of the idea of objective truth in moral and intellectual education. / Educational Studies / D. Ed. (History of Education)

Les désintégrations charmées rares interviennent principalement via des courants neutres changeant la saveur (FCNC). Le Modèle Standard (SM) n'autorise les courants qu'au niveau des boucles. Dans les désintégrations du charme, les FCNC sont sujets à une très efficace suppression de GIM. Des processus très rares sont donc à considérer. Ils sont d'excellents outils pour la recherche Nouvelle Physique (NP) au-delà du SM. Les particules de NP pourraient devenir détectables en écartant des observables telles que des rapports de branchement et des asymétries CP et angulaires prévisions de le SM. Le sujet principal de cette thèse est la mesure du rapport de branchement D0->K-π+ρ/ω(->µ+µ-). Il sera précieux en particulier en tant que mode de normalisation lors de l'étude de toutes les désintégrations D0 -> h-h’+ µ+µ- : D0 -> K-π+µ+µ-, D0 -> π+π-µ+µ-, D0 -> K+K-µ+µ- et D0 -> K+π-µ+µ-. En utilisant 2/fb de données collectées par LHCb en 2012, nous mesurons: B(D0 -> K-π+ ρ/ω (->µ+µ-)) = (4.37± 0.12(stat.) ±0.53(syst.)) ×10^-6. C'est la toute première mesure de ce mode. Nous avons également étudié la sensibilité qu'attendra LHCb dans les modes D0 -> h-h’+ µ+µ- pour la mesure de rapport des branchements totaux et partiels, et pour celle d'asymétries, avec les échantillons de données qui seront collectés d'ici 10 ans. Par ailleurs, nous avons déterminé les incertitudes systématiques touchant les recherches de désintégrations à trois corps, D+(s) -> π+µ+µ- et D+(s) -> π-µ+µ+, effectués par LHCb dans les données recueillies en 2011 (1/fb). Enfin, les tests effectués sue les prototypes des cartes d'électronique embarquée qui assureront la lecture des calorimètres de l'expérience le LHCb mise à jour sont présenté dans cette thèse. / Rare charm decays proceed mostly through the c -> u Flavor Changing Neutral Current (FCNC), which is possible only at loop level in the Standard Model (SM). In charmed decays, FCNCs are subject to a very efficient GIM suppression, leading to very rare processes. Consequently, rare charm decays are good tools to probe to New Physics (NP) beyond the SM. NP particles could become detectable by causing observables such as branching ratios and CP or angular asymmetries to deviate from the SM predictions. The main subject of this thesis is the measurement of the branching ratio of the D0 -> K-π+ ρ/ω (->µ+µ-) mode. It will be precious in the future, in particular as a normalization mode in the study of all: D0 -> h-h’+ µ+µ- decays D0 -> K-π+µ+µ-, D0 -> π+π-µ+µ-, D0 -> K+K-µ+µ- and D0 -> K+π-µ+µ-. Using 2/fb of 2012 LHCb data we find: B(D0 -> K-π+ ρ/ω (->µ+µ-)) = (4.37± 0.12(stat.) ±0.53(syst.)) ×10^-6. This is the first measurement of this mode. We also determined sensitivities to total and partial branching fractions and asymmetries in D0 -> h-h’+ µ+µ- decays with future LHCb datasets. In addition, the systematic uncertainties affecting the searches for the 3-body decays, D+(s) -> π+µ+µ- and D+(s) -> π-µ+µ+, carried out by LHCb based on the data collected in 2011 (1/fb). Finally, the results of the tests of front-end electronic board for the Upgrade of LHCb are presented.

This thesis presents the search for New Physics in events with four top quarks using the data collected in proton-proton collisions by the ATLAS experiment at the LHC. The dataset corresponds to the one taken during all 2011 at √s = 7 TeV and a part of 2012 at √s = 8 TeV. The analysis focuses on a final state with two leptons (electrons and muons) with the same electric charge. This signature is experimentally favored since the presence of two same-sign leptons in the final state allows to reduce the background coming from Standard Model (SM) processes. The results are interpreted in the context of a low energy effective field theory, which assumes that New Physics at low energy can manifest itself as a four right-handed top contact interaction. In this context, this analysis allows testing a class of beyond-the-SM (BSM) theories which at low energy can manifest in this way. Backgrounds to this search have been estimated using simulated samples and data-driven techniques. Different sources of systematic uncertainties have been also considered. The final selection of events has been optimized by aiming at minimizing the expected upper limit on the four tops production cross-section in case of no signal events found. The signal region is then analyzed by looking for an excess of events with respect to the predicted background. No excess of events has been observed, and the observed upper limit on the four tops production cross-section has been computed. This limit is then translated to an upper limit on the coupling strength C=2 of the model. An upper limit on the four tops production cross-section in the SM has been also computed in the analysis performed at √s = 8 TeV. In addition to the physics analysis of the four tops signal, some studies about the LASER calibration system of the ATLAS Tile calorimeter are presented. In particular, they are related to the photodiodes system used to measure the intensity of the laser light in the LASER system.

Le Modèle Standard, qui décrit les interactions entre les particules à l’échelle quantique, est une théorie imparfaite. Il possède plusieurs problèmes théoriques non-résolus et ne permet pas d’expliquer certaines observations astrophysiques comme celles de la matière noire et de l’asymétrie baryonique. Plusieurs théories, dites au-delà du Modèle Standard, ont été proposées afin de résoudre certains de ces problèmes, et une grande partie d’entre elles prévoient l’apparition de nouveaux phénomènes à haute énergie. L’objectif principal de cette thèse est de rechercher ces phénomènes dans les collisions proton-proton produites par le Large Hadron Collider à une énergie de centre de masse de 13 TeV. Une partie des travaux présentés dans cette thèse a en particulier été dédiée à la recherche de processus de production de quarks top de même signe, c’est-à-dire de même charge électrique, qui sont prédits par des modèles de supersymétrie à R-parité violée. Ces processus engendrent des évènements composés de leptons de même charge accompagnés de b-jets, lesquels ont l’avantage d’être faiblement contaminer par le bruit de fond provenant du Modèle Standard.Les travaux présentés dans cette thèse ont essentiellement porté sur deux analyses, chacune recherchant des phénomènes de nouvelle physique de nature différente dans les évènements composés de leptons de même charge dans les données enregistrées par le détecteur ATLAS. Une première analyse a porté sur la recherche de processus supersymétriques sur les données enregistrées en 2015 et en 2016 avec 36.1 fb$^{-1}$ de luminosité intégrée. Des signaux de production de quarks top de même signe ont été implémentés en se basant sur des processus supersymétriques violant la R-parité, et des régions de signal associées à ces processus ont été optimisées. Une deuxième analyse a porté sur la recherche de processus non-supersymétriques, dits exotiques, dans les données enregistrées en 2015 avec 3.2 fb$^{-1}$ de luminosité intégrée. Cette analyse a surtout été motivée par les résultats obtenus à 8 TeV, dans lesquels un modeste excès de nombre d’évènements par rapport aux prédictions du Modèle Standard a été observé dans deux régions de signal. Une partie des études relatives à cette analyse a été dédiée au développement et à la validation des méthodes d’estimation des différentes sources de bruit de fond.Aucune déviation par rapport aux prédictions du Modèle Standard n’a été observée dans chacune des régions de signal considérées dans les deux analyses. L’excès qui avait été observé dans les résultats obtenus à 8 TeV n’est donc pas confirmé. Des limites d’exclusion sur les modèles de nouvelle physique ont de plus été extraites à partir des résultats obtenus, en particulier sur les modèles de supersymétrie à R-parité violée utilisés pour produire les processus de production de quarks top de même signe. / The Standard Model, which describes the particle interactions at quantum level, is an imperfect theory. It has several theoretical problems and is unable to explain astrophysical observations like the dark matter and the baryonic asymmetry of the universe. Several beyond-standard models have been proposed to solve some of these issues, and predict new-physics phenomena at high energy. The aim of this thesis is to search for these phenomena in proton-proton collisions produced by the Large Hadron Collider at a center-of-mass energy of 13 TeV. Part of the studies presented in this thesis was dedicated to the search for production of same-sign top quarks based on R-parity violating supersymmetric models. These processes lead to a signature of same-sign leptons and b-jets, which have the advantage to be lowly contaminated by the Standard Model background.The studies presented in this thesis focused on two analyses, both searching for new-physics phenomena of different nature in same-sign leptons events in data recorded by the ATLAS detector. A first analysis focused on supersymmetric processes with data recorded in 2015 and in 2016 with 36.1 fb$^{-1}$ of integrated luminosity. Same-sign top quarks signals were implemented using R-parity violating supersymmetric processes, and signal regions associated to these processes were optimized. A second analysis focused on exotic (non-supersymmetric) processes with data recorded in 2015 with 3.2 fb$^{-1}$ of integrated luminosity. This analysis was motivated by a modest excess seen in two signal regions in the 8 TeV results. Several studies were focused on the development and the validation of background estimation methods.No deviations from the Standard Model predictions were observed the signal regions considered in both analyses. The 8 TeV excess is therefore not confirmed with the most recent data. Exclusion limits on new-physics models were extracted, in particular for the R-parity violating supersymmetric models that were used to produce the same-sign top quarks processes.

Le Modèle Standard de la physique des particules permet de décrire le comportement des particules et leurs interactions. L’une d’elles, le quark top, est la particule élémentaire la plus lourde connue à ce jour. Cette propriété lui confère un rôle privilégié dans les théories dites de Nouvelle Physique, il pourrait se coupler préférentiellement aux nouvelles particules prédites par ces modèles.Cette thèse a été menée auprès du détecteur ATLAS installé au LHC. La première partie de ce travail a porté sur l’étalonnage du calorimètre hadronique, une partie du détecteur servant entre autres à mesurer l’énergie des hadrons produits lors des collisions. Ce calorimètre est étalonné grâce à un système laser, qui envoie des pulses de lumière dans les 9852 canaux du calorimètre. Cette étude a permis de corriger les canaux dont le gain dérive en appliquant des facteurs correctifs aux données. La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à la recherche d’évènements à deux quarks top de même charge. La topologie avec deux leptons de même charge permet d’avoir une signature claire et présente peu de bruits de fond prédits par le Modèle Standard. Deux versions de l’analyse sont présentées : l’une avec une partie des données enregistrées par ATLAS en 2012, la deuxième plus optimisée avec le lot complet de données de 2012. Ces optimisations ont améliorées d’un facteur 3 la sensibilité sur le signal. N’ayant pas observé d’excès dans les données, une limite sur la section efficace de production d’évènements à deux quarks top de même charge a été calculée dans le cadre de deux modèles effectifs. / The Standard Model of particle physics is used to describe the behavior of the particles and their interactions. One of them, the top quark, is the heaviest elementary particle. This property gives it a favored role in the New Physics theories, it could interact preferentially with new particles predicted by these models.This thesis was performed using the ATLAS detector at LHC. The first part of this work was on the calibration of the ATLAS hadronic calorimeter, part of the detector which is used to measure the energy of the hadrons produced during the collisions. The hadronic calorimeter is calibrated with a laser system, which sends pulses to the 9852 calorimeter’s channels. With this study, drifting channels were corrected by applying correction factors on the data.The second part of this thesis was dedicated to the search of events with two same-sign top quarks. The topology with a same-sign dilepton pair is used to have a clear signature and show only a few Standard Model backgroud processes. Two versions of this analysis are discussed : one of them with a part of the data collected in 2012 and the other one, with a lot of optimizations and with the complete dataset of 2012. These optimizations permits to improve the sensitivity of the signal by a factor 3. Without any excess observed in the data events, it is possible to calculate a limit on the cross section of the same-sign top quarks pair and interpreted in the case of two effective models.