Cette thèse a traité trois différents aspects ayant trait à la recherche du boson de Higgs dans le canal de désintégration en deux photons avec le détecteur ATLAS. Le premier est une étude sur l'uniformité intrinsèque du calorimètre électromagnétique (EM) d'ATLAS en utilisant la mesure du temps de dérive des électrons d'ionisation. Environs 500 000 signaux provenant de rayons cosmiques sont enregistrés et sont comparés à la forme du signal prédite en utilisant la méthode FPM (pour First Principle Method). L'ajustement de la forme prédite à celle mesurée permet de mesurer le temps de dérive des électrons d'ionisation de l'argon liquide. L'uniformité du temps de dérive dans le compartiment Middle calculée par blocs de taille 0.1 x 0.1 dans le plan (η,φ) est estimée à 1.27 ± 0.03%. L'impact de la variation du temps de dérive sur l'uniformité de la réponse du calorimètre est estimée à 0.29 ± 0.01%. En tenant compte de la variation de l'épaisseur des plaques de plomb qui constituent le milieu passif et qui ont été mesurées par ailleurs, l'uniformité intrinsèque du calorimètre est estimée à 0.34%. La vitesse de dérive des électrons mesurée dans les différents compartiments du calorimètre est en moyenne V_{D(E = 1 kV/mm) = 4.58 ± 0.07 mm.μ s^-1 en bon accord avec des mesures antérieures de la vitesse de dérive des électrons dans l'argon liquide à la température de 88.5K. Le second aborde la question de l'estimation de la matière en amont du calorimètre, utilisant une cartographie du détecteur interne. Cette mesure est faite relativement au nombre de conversions dans le tube à vide (beam pipe) de manière à être indépendante du flux initial de photons. Une connaissance précise de la matière en amont du calorimètre est essentielle à la calibration en énergie des électrons et photons reconstruits dans le calorimètre. Puisqu'une large fraction des photons proviennent de mésons π^0, le flux initial de photons qui intervient dans le taux de conversions dans le beam pipe est normalisé aux désintégrations Dalitz du π^0. L'observable qui permet de comparer les données aux simulations Monte-Carlo (MC) est le rapport du nombre de conversions reconstruites dans le beam pipe et du nombre de Dalitz reconstruits. Ce rapport estimé avec les données de collision à une énergie de 7 TeV dans le centre de masse donne un bon accord sur la mesure de la matière dans le beam pipe avec la prédiction du MC : X/X_0 = 0.669 ± 0.033(stat) ^+0.013_-0.080(syst)%, X/X_0 = 0.709 ± 0.028(syst) %, et X/X_0 = 0.709 ± 0.028(syst) %respectivement. Le dernier est l'étude de la normalisation du signal et du bruit de fond ainsi que l'analyse du potentiel discriminant dans l'analyse inclusive du canal H → γγ. Différentes simulations MC sont utilisées pour estimer une normalisation à l'ordre NLO du signal et du bruit de fond irréductible (γγ) ainsi que les erreurs systématiques associées. Celles-ci représentent respectivement 16% et 26% de la section efficace totale. Le pouvoir discriminant de l'impulsion transverse du système diphoton et du cosθ* est aussi étudié. En particulier, une forte corrélation entre le cosθ* et la masse invariante diphoton est observée. Le bruit de fond semi-réductible (γ-jet) est normalisé à NLO avec 27% d'erreurs systématiques. Une nouvelle normalisation qui s'applique après l'identification des photons est proposée. Elle prend en compte la différente réjection des jets provenant de quark ou de gluon et est estimée à 1.9 ± 0.6. Les perspectives d'exclusion du boson de Higgs dans le canal diphoton à 10 TeV et l'extrapolation à 7 TeV pour un luminosité intégrée de 1 f b^−1 sont présentées. Dans le dernier scénario, environ 5 fois le Modèle Standard est exclu à 95% de niveau de confiance pour une masse du boson de Higgs autour de 120 GeV/c^2 .
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00525583 |
| Date | 24 June 2010 |
| Creators | Bernat, P. |
| Publisher | Université Paris Sud - Paris XI |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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