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Dissertations / Theses on the topic 'Modèle standard (physique)'
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1
Hosteins, Pierre. "Masse des neutrinos et physique au-delà du modèle standard." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112219.
Full textAbstract:
Le travail de cette thèse consiste à étudier certaines extensions possibles du Modèle Standard (MS) de la physique des particules en lien avec les expériences d'oscillation des neutrinos. Ces oscillations impliquent l'existence de faibles masses pour les neutrinos et nécessitent donc d'aller au-dela du MS pour décrire la physique des interactions fondamentales. Dans la première partie de ce manuscrit, on s'intéressera à des modèles de Grand Unification qui expliquent naturellement l'échelle de masse des neutrinos grâce au mécanisme de seesaw. Utilisant les fortes contraintes de ces théories, nous mettons en lumière la possibilité d'expliquer à la fois les masses des neutrinos et l'asymétrie cosmologique observée entre matière et anti-matière, ce qui requiert d'aller au-delà de la version la plus simple du seesaw et d'introduire une méthode particulière pour traiter ces versions du seesaw dites "à symétrie gauche-droite". Dans une deuxième partie, nous explorerons les importantes corrections quantiques fournies aux masses des neutrinos par des modèles avec une dimension supplémentaire et nous verrons que la différence entre les angles de mélange des secteurs des quarks et des leptons peut être expliquée par de purs effets quantiques.
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Arhrib, Abdeslam. "Modèle standard supersymétrique minimal. Quelques aspects phénoménologiques." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20075.
Full textAbstract:
Il est presque certain que le modele standard minimal (msm) n'est qu'une theorie effective d'une theorie plus fondamentale qui reste a decouvrir. La supersymetrie est l'un des candidats, ne serait-ce que par sa capacite a resoudre le probleme de la hierarchie de jauge. Le generateur de cette supersymetrie transforme les bosons en fermions et vice-versa, ce qui double le nombre total de particules au menu. Pour des raisons theoriques, la brisure de la symetrie electro-faible doit etre assuree par 2 doublets de champs scalaires (au moins), c'est ainsi qu'on a le modele supersymetrique minimal (mssm). Comme tout modele contenant plusieurs doublets, ce modele contient a la fois des higgs neutres et charges. Dans le cadre du mssm nous avons etudie: 1) l'apport des corrections radiatives au parametre rho (rapport du courant neutre au courant charge a basse energie), les effets de chaque secteur: secteur scalaire, secteur des sleptons et des squarks et celui du stop-sbottom, ont ete etudie separement ; 2) la production d'une paire de higgs charges dans les processus d'annihilation d'une paire d'electron-positron a 500 gev, ceci incluant les corrections radiatives. Nous discutons de la possibilite de pouvoir separer la production d'un higgs charge du mssm de celui du modele a 2 doublets non supersymetrique et de la detection eventuelle de la supersymetrie d'autre part
3
Welzel, Julien. "Physique de la saveur au-delà du Modèle Standard et dimensions supplémentaires." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00175294.
Full textAbstract:
Malgré le succès expérimental rencontré par le Modèle Standard (MS) de la physique des particules, certains phénomènes (les oscillations de neutrinos) et certaines questions fondamentales (l'origine des hiérarchies entre les différentes échelles caractéristiques) n'y trouvent pas de réponse. Il y a une nécessité d'aller au-delà du MS pour le compléter. Le sujet de cette thèse est d'étudier la phénoménologie des modèles supersymétriques ou extra-dimensionnels et les déviations de leurs prédictions par rapport à celles du MS dans le domaine de la saveur. Tout d'abord, nous avons abordé la question de la conservation du nombre baryonique et leptonique via la conservation de la symétrie de R-parité dans les modèles supersymétriques de basse énergie. Plus précisément, nous nous sommes placés dans le cas où cette symétrie entre particules et `super'-partenaires n'était pas conservée. En utilisant les données expérimentales disponibles pour la désintégration rare du kaon chargé en une paire de neutrino-antineutrino et un pion chargé, nous avons entre autres obtenu une limite supérieure sur la valeur permise de certains couplages caractérisant la violation de la R-parité. Nous avons montré l'intérêt de prendre aussi en compte les contributions conservant la R-parité, négligées jusqu'alors dans les autres études sur le sujet.
Dans une seconde partie, nous avons étudié l'impact de l'introduction d'une dimension spatiale supplémentaire, repliée sur elle-même. Les exemples choisis concernent l'électrodynamique quantique et l'invariance de jauge, l'unification des forces forte, faible et électromagnétique ainsi que l'origine de la valeur des masses et des angles de mélanges des neutrinos. Dans ce dernier cas, l'étude a été faite dans le cadre du MSSM à 5dimensions. Typiquement, l'introduction de dimensions supplémentaires réduit le pouvoir prédictif. Cependant, des comportements généraux peuvent toujours être établis. Ainsi, nous avons pu mettre en
évidence la possibilité d'un mélange leptonique faible (de type CKM) à haute énergie, pour une région significative et raisonnable de l'espace des paramètres, résultat offrant de nouvelles perspectives pour l'étude de l'origine de la saveur et des liens entre quarks et leptons.
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Reyes, Gonzalez Humberto. "Au-delà de la nouvelle physique standard au LHC." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALY037.
Full textAbstract:
Les collaborations ATLAS et CMS ont mis en avant un vaste programme de recherche de nouvelle physique, visant à couvrir autant que possible les théories de la nouvelle physique. Les résultats de ces recherches sont généralement interprétés dans le contexte de modèles populaires ou de topologies des modèles simplifiées. Cependant, il existe une pléthore de théories et de scénarios BSM qui ne sont pas directement couverts par les analyses expérimentales. Ainsi, l’importance de réinterpréter les recherches LHC dans le contexte de toute théorie BSM. C’est dans cet esprit que se déroule cette thèse. Il considère deux aspects: la phénoménologie et le développement d’outils dédiés. Sur l’aspect phénoménologique, nous explorons la phénoménologie aux collisionneurs d’une théorie au-delà de la nouvelle physique standard très intéressante: le modèle minimal avec gauginos de Dirac (MDGSSM). Dans un premier temps, nous dérivons des limites de courant sur les gluinos et les squarks du modèle. Dans une deuxième étude, nous commençons par délimiter l’espace des paramètres du secteur électroweakino du MGSSM où le neutralino le plus léger est un candidat à la matière noire viable, suivi par la contrainte des scénarios émergents à la lumière des recherches SUSY et LLP. En ce qui concerne le développement d’outils, nous décrivons les développements récents de l’outil de réinterprétation SModelS, qui comprend des combinaisons de régions de signal, la mise en œuvre de signatures des particules chargée, stable et lourde (HSCP) et des hadrons R et la implementation d’un créateur de tracés interactifs. De plus, nous discutons de la mise en œuvre d’un outil pour déterminer si les régions de signal de différentes analyses sont statistiquement indépendantes les unes des autres et, par conséquent, peuvent être combinées de manière triviale.Finalement, cette thèse concerne également les applications d’apprentissage automatique à la phénoménologie HEP. Entre autres exemples, nous présentons un réseau neuronal pour prédire avec précision, et avec une incertitude estimée, les sections efficaces de production du modèle de doublet inerte. En outre, nous discutons de l’importance de fournir des incertitudes sur les prédictions des modèles ML et formulons des recommandations pour partager tout le matériel impliqué dans la production des applications de MLThe ATLAS and CMS collaborations has put forward an extensive program of searches for new physics, aiming to cover new physics theories as much as possible. The results of this searches are typically interpreted in the context of popular models or simplified model topologies. However, there exist a plethora of BSM theories and scenarios that are not directly covered by the experimental analyses. Thus, the importance of reinterpreting LHC searches inthe context of any BSM theory. Is within this spirit that this thesis unfolds, by considering two aspects: phenomenology of beyond vanilla new physics theories and the further development of dedicated tools.On the phenomenological aspect, we explore the collider phenomenology of a very interesting beyond vanilla theory: The Minimal Dirac Gaugino Model (MDGSSM). First, we derive current limits on the gluinos and squarks of the model. Secondly, we start by delimiting the parameter space of the MGSSM electroweakino sector where the lightest neutralino is a viable DM candidate, to then constrain the emerging scenarios on the light of SUSY and LLP searches. On the tool development aspect, we describe recent developments of the SModelS reinterpretation tool, which includes combination of signal regions, the implementation of heavy stable charge particle and R-hadron signatures and the implementation of an interactive plots maker. Furthermore, we discuss the development of a tool to determine if signal regions from different analyses arestatistically independent from each other and hence, can be trivially combined.Finally, this thesis also regards machine learning (ML) applications to HEP phenomenology. Among other examples, we present a neural network to accurately predict, with an estimated uncertainty, the production cross sections of the Inert doublet Model. Furthermore, we discuss the importance of providing uncertainties on ML predictions and provide recommendations for sharing all the material involved in the production of ML applications
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Fiandrino, Annie. "Nouveaux bosons vectoriels au delà du modèle standard : effets de polarisation en production hadronique." Aix-Marseille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX11024.
Full textAbstract:
Une caracteristique commune a nombre de modeles qui vont au-dela du modele standard est la prediction de nouvelles particules. Nous nous sommes interesses aux nouveaux bosons vectoriels neutres ou charges qui apparaissent dans deux grandes classes de modeles: ceux qui font un pas vers une theorie de grande unification, par extension du groupe de jauge du modele standard; ceux, alternatifs au modele standard, qui sont issus de modeles composites. Nous nous sommes places dans l'hypothese ou un tel nouveau boson vecteur etait decouvert, aupres des futurs supercollisionneurs lhc et ssc, avec une masse de 1 tev. Nous avons alors etudie dans quelle mesure la polarisation longitudinale d'un des faisceaux de protons, qui donne acces a de nouvelles observables: les asymetries de spin, pouvait permettre d'identifier cette nouvelle particule, c'est-a-dire, de determiner son origine theorique
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Ocariz, Jose. "Des Kaons aux mésons B : Contraindre le Modèle Standard par la physique des saveurs." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00386983.
Full textAbstract:
Le premier chapitre contient un bref rappel sur la physique des saveurs lourdes dans le Modèle Standard, et conclut par une description succinte de l'approche statistique utilisée dans CKMfitter.Le chapitre suivant évoque la violation de CP dans le secteur des kaons : sont traitées les contraintes sur la matrice CKM provenant des mesures de εK, ε′/ε, ainsi que l'´état des lieux et les perspectives sur la recherche des modes rares K+→π+νν et
KL→π0νν ; ce chapitre conclut par une étude prospective pour estimer le potentiel de
physique des kaons dans le cadre du modèle CKM.
Suivent deux chapitres décrivant des analyses de physique dans l'expérience BaBar : est d'abord présentée en détail l'analyse en amplitudes du mode B0 → K+π−π0 ; suit un état des lieux plus succint sur l'analyse en amplitudes dépendantes du temps du mode
B0 → K0π+π−, qui a déj`a fourni des résultats préliminaires à l'été 2007. La discussion est ensuite complétée par une description qualitative sur un projet d'étude combinée des contraintes sur la matrice CKM provenant des modes B → Kππ.
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Espitalier-Noël, Grégory. "Phénoménologie des extensions supersymétriques non-minimales du Modèle Standard de la physique des particules." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20221/document.
Full textAbstract:
La découverte d'une particule similaire au boson de Higgs, dernière pièce manquante du Modèle Standard (MS) de la physique des particules élémentaires, est en voie d'être confirmée par les expériences CMS et ATLAS du Large Hadron Collider du CERN. Cependant, il n'est pour le moment pas encore établit que les caractéristiques de la particule observée correspondent aux prédictions du MS. Cela, associé à d'autres observations (Matière Noire,...), motive l'analyse des extensions supersymétriques du MS comme le NMSSM. Nous étudions dans cette thèse la solution au problème de la hiérarchie des échelles d'énergie dans le NMSSM, lié aux divergences quadratiques de la masse du boson de Higgs, ainsi que la phénoménologie du NMSSM avec une brisure de la supersymétrie par interactions de jauge en tenant compte des dernières données du LHC. Enfin, nous détaillons les développements des codes de NMSSMTools effectués au cours de cette thèse~: l'introduction de Chaînes de Markov, le calcul du Fine Tuning, le calcul des cascades de désintégrations des partenaires supersymétriques en particules du MS et l'implémentation du NMSSM généralThe discovery of a particle similar to the Higgs boson predicted by the Standard Model (SM) of particle physics has been confirmed by the experiments CMS and ATLAS of the Large Hadron Collider at the CERN. However, it is not yet clear that the properties of this particle are those predicted by the SM. This, in addition with several other observations (Dark Matter,...), is a motivation for analysing supersymmetric extensions of the SM, as the NMSSM. We study in this thesis the solution of the Hierarchy problem in the NMSSM, linked with the quadratic divergences in the Higgs sector, and also the phenomenology of the NMSSM with gauge mediation supersymmetry breaking in the light of the latest data from the LHC. Finally, we present the developments made in the codes of the package NMSSMTools, featuring Monte Carlo Markov Chain methods, Fine Tuning calculus, the calculus of supersymmetric particle's cascade decays and the implementation of the general NMSSM
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Le, Moue͏̈l Christophe. "Aspects de la brisure de la symétrie électro-faible dans le modèle standard supersymétrique minimal." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20061.
Full textAbstract:
Le modele standard (ms) qui decrit la phenomenologie des particules elementaires jusqu'a l'echelle de fermi est en excellent accord avec les donnees experimentales. Toutefois, divers elements laissent supposer que le ms doit etre considere comme une theorie effective d'une theorie plus fondamentale. La supersymetrie est un concept clef qui permet d'aller au-dela du ms. Le modele standard supersymetrique minimal (mssm), c'est a dire l'extension supersymetrique minimale du ms, doit alors verifier une contrainte physique majeure, a savoir rendre compte de la brisure de la symetrie electro-faible. Dans cette these, apres avoir passe en revue quelques proprietes du potentiel effectif, nous decrivons les outils informatiques que nous avons mis au point dans le but de realiser une etude exhaustive a une boucle de la structure complete du vide du mssm, dans toutes les directions des champs scalaires. Cela permet une determination des conditions necessaires et suffisantes de brisure de la symetrie electro-faible. Dans un second temps, nous utilisons ces outils en nous placant dans la direction higgs. Nous procedons ensuite par approximations successives. Tout d'abord, nous realisons une etude complete du potentiel en supposant que tous les logarithmes de la correction a une boucle du potentiel sont comparables. Nous montrons que la presence d'un vide electro-faible implique necessairement l'existence de contraintes modele independantes t# et t# sur la valeur de tan. Ensuite, nous nous placons dans l'approximation (s)top/(s)bottom, ce qui nous permet de prendre en compte les disparites logarithmiques dominantes du potentiel effectif. Nous montrons alors comment retrouver les contraintes t# sur tan et donnons leur forme la plus generale dans cette derniere approximation.
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Deterre, Cécile. "Etude dans les états finals dileptoniques de différentes propriétés des paires top-antitop avec les détecteurs D0 et ATLAS." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066178.
Full textAbstract:
Les études de différentes propriétés des paires top-antitop dans l’état final dileptonique sont présentées dans cette thèse. Deux analyses ont été réalisées dans des expériences différentes : l’une à D0 auprès du Tevatron, l’autre dans ATLAS auprès du LHC. Les deux collisionneurs étant différents, les mesures qui y sont réalisées sont complémentaires pour les études des propriétés du top. La première analyse, réalisée dans l’expérience D0, a consisté à faire une mesure simultanée de la section efficace de production des paires top-antitop et du rapport d’embranchement t -> Wb Cette mesure a été réalisée dans le canal dileptonique avec un lot de données correspondant à une luminosité de 5,4 fb⁻¹. Elle a ensuite été combinée avec la mesure réalisée dans le canal semileptonique pour obtenir une précision de 8% sur la section efficace, comparable à la précision des calculs théoriques. La deuxième analyse présentée, réalisée dans l’expérience ATLAS , a consisté à mesurer l’asymétrie de charge du quark top dans le canal dileptonique avec le lot de données enregistré par ATLAS en 2011, soit 4,7 fb⁻¹. Les résultats ont ensuite été combinés avec le résultat du canal semileptonique obtenu avec 1 fb⁻¹. On mesure : A^C(ttbar) = 0,029 +- 0,018 (stat. ) +- 0,014 (syst. ), ce qui est compatible avec la prédiction du modèle standard de 0,004 +- 0,001The studies of different properties of the top-antitop pair in the dilepton final state are presented in this thesis. Two analyses have been performed in different experiments : D0 at the Tevatron and ATLAS at the LHC. Since the two colliders are different, the measurements from these experiments are complementary for studies of the top quark properties. The first analysis, performed at D0, consisted in measuring the top-antitop production cross-section simultaneously with the branching ratio t -> Wb. This measurement was done in the dilepton channel with a sample of data corresponding to an integrated luminosity of 5. 4 fb⁻¹. It has then been combined with the measurement in the semileptonic channel. We obtain a precision of 8% on the cross-section which is comparable to the precision of theoretical predictions. The second analysis, performed in ATLAS, consisted in measuring the top charge asymmetry in the dilepton channel with the full 2011 dataset corresponding to 4. 7 fb⁻¹. The result has been combined with the result for 1 fb⁻¹ of the semileptonic channel. We obtain: A^C(ttbar) = 0. 029 +- 0. 018 (stat. ) +- 0. 014 (syst. ), which is compatible with the standard model prediction of 0. 004 +- 0. 001
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Mambrini, Yann. "Désintégration des superparticules dans le Modèle Standard Supersymétrique Minimal." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112231.
Full textAbstract:
Dans le cadre du modèle standard supersymetrique minimal (MSSM) ou la super-particule la plus légère (LSP), le neutralino, est stable, nous avons étudié les modes de désintegration des super-partenaires scalaires des fermions, les sfermions, et des super-partenaires de spin demi-entier des bosons de jauge et de Higgs, les gluinos, charginos et neutralinos. En particulier, nous nous sommes intéressés aux désintegrations à plusieurs corps dans les scenarios de grande unification ou le mélange entre fermions scalaires de la troisième génération est fort, impliquant des scalaires top, bottom et tau relativement peu massifs. Nous avons d'abord analysé le canal de désintegration à quatre corps de quarks top scalaires (stops) relativement légers en un quark bottom, une paire de fermions non massifs et le neutralino LSP, et montré qu'il pouvait être aussi fréquent, sinon plus important, que la désintegration en quark charme et la LSP qui était jusque-là considéré comme le mode principal. Pour des stops plus lourds, nous avons ensuite montré que les modes de désintegration à trois corps en un quark bottom, la LSP et un boson de jauge ou de Higgs chargés, ainsi que ceux en quark bottom et une paire de fermions et sfermions tau ou bottom, doivent être pris en compte puisqu'ils peuvent être dominants dans une grande plage de l'espace des paramètres du MSSM. D’autres modes de désintegration à trois corps des sfermions, tels que la désintegration des squarks les plus lourds en squarks légers et une paire de fermion-antifermion non massifs, ont aussi été analysés. Nous avons aussi étudié les désintegrations à trois corps des charginos et des neutralinos du MSSM (ainsi que celle des gluinos) en LSP et une paire de fermion-antifermion non massifs dans le cas le plus général. Nous avons montré que les canaux de désintegration avec des états finaux impliquant des fermions de la troisième génération (qui couplent plus fortement aux bosons de Higgs échangés et dont les super-partenaires sont les plus légers) sont les plus dominants. Les résultats obtenus ont un grand impact pour la détection des particules supersymetriques dans les accélérateurs à haute énergie et ont été implémentés dans les recherches expérimentales de ces particules dans les collisionneurs du LEP au CERN et du TeVatron à Chicago.
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Li, Dikai. "Search for the standard model Higgs boson in ℓν + b¯b final states in 9. 7 fb−1 of p¯p collisions with the DØ detector." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066775.
Full textAbstract:
In this manuscript, I have presented the search for the Higgs boson in the WH→ℓνb¯b at the D0 experiment, and my contributions to it. This is the most sensitive channel for low mass Higgs boson studies, and it is combined with ZH channels to search for H→b¯b decays, first at D0, then, in combination with the equivalent channels analyzed by the CDF collaborations. These are then further combined with the other Higgs boson analysis channels of the Tevatron. Since a good agreement between data and simulation is obtained, and no signal excess is observed in data, upper observed (expected) limits (for MH = 125 GeV) are set at 95%confidence level on the ratio of the WH cross section multiplied by the branching ratio of H→b¯b to its Standard Model prediction, which represent 4. 8 (4. 7) times the Standard Model expectation. This procedure is performed using a semi-frequentist approach in order to efficiently take into account systematic uncertainties, which are found to degrade the sensitivity by about 20% once taken into account and after minimizing their impact by constraining them to data. The result presented in this thesis, based on an integrated luminosity of 9. 7 fb−1 has been originally published in Physics Review Letter in September 2012, and with some small modifications in Physics Review D in September 2013. It is included in the D0 and in the Tevatron combination. The results of the H→b¯b searches were validated through a measurement of the diboson (WZ+ZZ) production cross sectionDans ce manuscrit, j'ai présenté la recherche du boson de Higgs dans le WH→ℓ νb¯b à l'expérience D0, et mes contributions à elle. C'est la voie la plus sensible pour les études boson de Higgs de faible masse, et il est combiné avec les chaînes ZH pour rechercher H→b¯b se désintègre, d'abord à D0, puis, en combinaison avec les chaînes équivalentes analysés par les collaborations CDF. Ce sont ensuite combinés avec les autres canaux d'analyse de Higgs boson du Tevatron. Depuis un bon accord entre les données et la simulation est obtenue, et aucun signal excès est observé dans les données, observées (attendues) des limites supérieures (pour MH=125 GeV) sont fixés au niveau de confiance de 95% sur le rapport de la section du patrimoine mondial de croix multiplié par le rapport de branchement de H→b¯b pour sa prédiction du modèle standard, qui représentent 4,8 (4,7) fois l'attente du Modèle Standard. Cette procédure est effectuée en utilisant une approche semi- fréquentiste pour prendre efficacement en compte les incertitudes systématiques, qui se trouvent à dégrader la sensibilité d'environ 20 % une fois pris en compte et après en minimisant leur impact en les contraignant à des données. Le résultat présenté dans cette thèse, basée sur une luminosité intégrée de 9. 7 fb-1 a été publié à l'origine dans la physique avis Lettre en Septembre 2012, et avec quelques petites modifications en physique critique D en Septembre 2013. Il est inclus dans le D0 et dans la combinaison Tévatron. Les résultats des H→b¯b recherches ont été validées par une mesure de la diboson (WZ+ZZ) de section transversale de la production
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Laa, Ursula. "Interpréter les recherches de nouvelle physique au LHC à l’aide de modèles simplifiés." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAY055/document.
Full textAbstract:
La découverte récente du boson de Higgs complète le Modèle Standard de la physique des particules, mais aucun signal de nouvelle physique n’a été observé en dépit des nombreuses recherches effectuées par les expériences du Large Hadron Collider (LHC). Cependant le problème de hiérarchie et la présence de matière noire sont des motivations importantes pour considérer des théories qui prédisent de nouveaux états à l’échelle électro-faible, de fait, de nombreux travaux ont été initiés sur l’interprétation des résultats négatifs et leurs implications pour de tels scénarios. Les modèles simplifiés sont devenus une norme pour l’interprétation des recherches de supersymétrie (SUSY) au LHC, et plus récemment pour les recherches de matière noire. Le succès de cette approche vient d’un petit nombre de paramètres liés aux observables au LHC de façon claire, ce qui permet une optimisation efficace des stratégies de recherche. De plus, les modèles complets peuvent être projetés sur de tels modèles simplifiés ce qui permet une compréhension intuitive des contraintes sur l’espace des paramètres et un test rapide des contraintes du LHC. Puisque les relations entre les paramètres de modèles généraux et les modèles simplifiés ne sont pas en général directes, des outils numériques sophistiqués sont nécessaires pour faciliter cette projection.Cette thèse explore de nombreux aspects de l’interpretation des recherches du LHC par les modèles simplifiés, et de la façon dont ils sont utilisés pour faire le lien entre les observations expérimentales et les descriptions théoriques. En particulier le code SModelS est présenté, il permet la décomposition automatique de modèles généraux en modèles simplifiés inspirés par la SUSY, et de les tester aux contraintes expérimentales incluses dans une base de données. Sous certaines hypothèses SModelS peut être utilisé pour contraindre une grande classe de modèles comprenant un candidat à la matière noire. Ces hypothèses sont discutées en détail et des études de modèles supersymétriques (non-minimaux) utilisant SModelS pour l’évaluation rapide des contraintes expérimentales sont présentées. Ces études soulignent les avantages ainsi que les limitations de l’utilisation de modèles simplifiés. Finalement, concernant les modèles simplifiés pour la recherche de matière noire, des scénarios avec un médiateur de spin-2 sont étudiés en détailThe recent discovery of the Higgs boson completes the standard model of particle physics, but no compelling signal for physics beyond the standard model has been observed despite the numerous searches performed by experiments at the Large Hadron Collider (LHC). Nevertheless, the hierarchy problem and the observation of dark matter are compelling arguments to study theories predicting new states at the weak scale, and a main effort has been directed towards understanding the negative search results and their implications for such weak scale new physics scenarios. Simplified models have become a standard in the interpretation of LHC searches for supersymmetry (SUSY), aiming at maximal model independence. More recently a similar approach was adopted for the interpretation of dark matter searches. The success of this approach is due to the fact that the small set of free parameters relates to the observables in LHC searches in a clear way, allowing an efficient optimisation of search strategies. Moreover, generic models can be projected on a simplified model description giving an intuitive understanding of the constraints on the parameter space, and providing a fast test against LHC constraints. As the relation between generic model parameters and simplified models is generally not straightforward, sophisticated computational tools are required to facilitate such a projection.This thesis explores the various aspects of simplified model interpretations of LHC searches and how they can be used to understand the results and bridge the gap between theoretical descriptions and experimental observations. In particular the software tool SModelS is presented, a tool that automates the mapping of generic models onto SUSY-like simplified model components, and that allows direct tests against corresponding experimental limits in the included database. Under certain assumptions SModelS can be used to constrain a wide class of new physics models with a dark matter candidate. These assumptions and some explicit tests are discussed in detail, followed by studies of (non-minimal) supersymmetric models using SModelS for the fast evaluation of constraints from SUSY searches. These studies highlight the capacity as well as the limitations of using simplified model results to study generic models. Finally regarding simplified models for dark matter searches, scenarios with a spin-2 mediator are studied in detail
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Brelier, Bertrand. "Étude de la production associée ZH/WH, H en photons avec le détecteur ATLAS." Thèse, Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10253.
Full textAbstract:
Le Modèle Standard de la physique des particules postule l'existence d'un champ doublet scalaire de Higgs, qui après brisure de symétrie électro-faible, donne lieu à la présence d'une particule scalaire neutre, le boson de Higgs. Les recherches directes par les expériences LEP imposent une masse de ce boson, s'il existe, supérieure à 114. 5 GeV. Les mesures électro-faibles de précision, quant à elles, contraignent la masse du boson de Higgs, dans le Modèle Standard, à être inférieure à 144 GeV (95 % C. L. ). Dans ce domaine de masse, la désintégration du boson de Higgs en deux photons est un des canaux les plus importants pour la recherche de ce boson dans le détecteur ATLAS. Ici, nous évaluons la possibilité d'étudier la production associée avec un boson Z ou W. Elle bénéficie d'un bon rapport signal sur bruit de fond et offre donc le potentiel d'être utilisé pour augmenter la signifiance statistique d'une possible découverte. Les processus de production associée permettront également la mesure des couplages du boson de Higgs aux bosons de l'interaction faibleIn the Standard Model, a doublet scalar Higgs field is predicted leading to the presence of a neutral scalar particle, the Higgs boson. The LEP experiments have set a lower bound on the Higgs mass at 114. 5 GeV. The electroweak precision measurements, constrain indirectly the SM Higgs boson mass to be below 144 GeV at 95 % C. L. In this mass range, the Higgs boson decay into photons is one of the most important channels for the search of this boson at LHC in ATLAS experiment. Here, we evaluate the possibility to use the associated Higgs production with a Z or W boson. The signal over background ratio is better than the inclusive analysis. The associated Higgs production can be used to increase the statistical significance of the Higgs boson discovery. It can also be used to measure the Higgs couplings to the weak bosons
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Barfuss, Anne-Fleur. "Recherche de leptoquarks de première génération dans le canal eejj avec l'expérience DØ." Aix-Marseille 2, 2008. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2008AIX22088.pdf.
Full textAbstract:
La mise en évidence de leptoquarks (LQ) serait la preuve de l'existence de théories complémentaires du modèle standard (MS). La recherche de leptoquarks de première génération présentée dans cet ouvrage a été effectuée par l'analyse d'un lot de 1. 02 fb ̄1 de données de DØ pour des états finals composés de deux électrons et de deux jets légers [. . . ]An evidence of the existence of leptoquarks (LQ) would prove the validity of some extensions of the standard model of particle physics (SM). The search for first generation leptoquarks presented in this dissertation hes been performed by analyzing a 1. 02fb [. . . ]
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Malaescu, Bogdan. "Mesures précises de sections efficaces e໋ e ֿ→ Hadrons : tests du modèle standard et applications en QCD." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112095.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est d'obtenir et utiliser des données précises des annihilations e+e en hadrons, à des énergies de l'ordre 1 GeV, pour les recherches de nouvelle physique, au delà du Modèle Standard (MS) de la physique de particules. Les différentes parties de cette thèse décrivent quatre aspects de mon travail dans ce contexte. (1) Les mesures de sections efficaces en fonction de l'énergie nécessitent la déconvolution des spectres de données des effets de détecteur. Je propose une nouvelle méthode itérative de déconvolution des données expérimentales, qui présente des améliorations par rapport aux outils existants. Je l’applique aux canaux 2, 2 et 2K. (2) Le coeur expérimental de cette thèse est constitué par l'étude du processus e+e->K+K, du seuil jusqu'à 5 GeV, utilisant la méthode de rayonnement dans l'état initial (ISR), par la mesure de e+e->K+K(γ) avec le détecteur BABAR. J'ai effectué cette analyse, où une incertitude systématique de 0. 7\% a été obtenue sur la résonance dominante, . (3) La prédiction pour le moment magnétique anomal du muon est calculée dans le cadre su MS. La comparaison actuelle entre la mesure directe et notre prédiction (basée sur les données e+e) montre une indication intéressante de nouvelle physique (un effet à 3. 2). (4) La détermination de S est mise à jour et une valeur très précise pour S(m2) est obtenue (0. 344±0. 005(exp)±0. 007(th)), en utilisant les fonctions spectrales des désintégrations hadroniques du , mesurées par ALEPH. Une fois évoluée à la masse du Z, cette valeur est en accord avec S(m2) mesurée directement à partir de la largeur du Z. Ce résultat représente le test le plus précis du running de S en QCDThe scope of this thesis is to obtain and use accurate data on e+e annihilation into hadrons at energies of the order 1 GeV, for searches of new physics beyond the Standard Model (SM) of particle physics. The different parts of this thesis describe four aspects of my work in this context. (1) Measurements of cross sections as a function of energy necessitate the unfolding of data spectra from detector effects. I propose a new iterative unfolding method for experimental data, with improved capabilities compared to existing tools. I apply it for the channels 2, 2 and 2K. (2) The experimental core of this thesis is a study of the process e+e->K+K from threshold to 5 GeV using the initial state radiation (ISR) method, through the measurement of e+e->K+K(γ) with the BABAR detector. I have performed this analysis which achieves a systematic uncertainty of 0. 7\% on the dominant resonance. (3) The prediction of the muon magnetic moment is done within the SM. The present comparison between the direct measurement and our (e+e-based) prediction shows an interesting hint for new physics (3. 2 effect). (4) The S determination is revisited and a very precise result on S(m2) is obtained (0. 344±0. 005(exp)±0. 007(th)), using the spectral functions from decays measured by ALEPH. When evolved to the Z mass, this value agrees with S(m2) directly measured from the Z width. This result is the most precise test of the S running in QCD
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Poss, Stéphane. "Etalonnage de l'algorithme d'étiquetage de la saveur LHCb par la mesure de sin (2β)." Aix-Marseille 2, 2009. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2009AIX22075.pdf.
Full textAbstract:
L'objectif de la thèse est de mettre en place une procédure d'étalonnage de l'algorithme d'étiquetage de la saveur des mésons beaux, nécessaire aux études de violation de CP. La mesure de référence choisie est celle de sin(2beta), paramètre de la violation de CP dnas le Modèle Standard. La première partie décrit le cadre théorique, la seconde le cadre expérimental. La troisième partie s'intéresse à l'algorithme d'étiquetage de la saveur, et donne ses performances attendue. La quatrième partie concerne la sélection d'une canal de contrôle utilisé pour l'optimisation de l'algorithme. La cinquième partie détaille l'extraction d'un paramètre fondamental de cet algorithme, la fraction de mauvais étiquetage. Le dernier chapitre utilise ce paramètre pour la mesure de sin(2beta). On montre qu'avec une année de prise de donnée, la précision de sin(2beta) est suffisante pour contrôler l'algorithmeThe thesis objective is to prepare a procedure for the calibration of the flavour tagging of B messons, necessary for the CP violation studies. The chosen reference measurement is sin(2beta), a CP violating parameter of the Standard Model. The first part presents the theoretical context of the thesis, while the second presents the experimental one. The third par discusses the flavour tagging algorithm, and gives its expected performance. The fourth part presents the selection of a control channel used in the algorithm's optimization. The firth part presents the extraction procedure of a fundamental parameter of this algorithm, the wrong tag fraction. The last chapter uses this parameter for the measurement of sin(2beta). We show that with the one year of data taking, the precision on sin(2beta) is enough to control the algorithm
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Chapon, Emilien. "Recherche du boson de Higgs et de couplages de jauge quartiques anormaux dans le canal WW en électrons dans l'expérience D0 au Tevatron." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066070.
Full textAbstract:
Deux analyses de physique sont présentées dans cette thèse, testant toutes deux le secteur électrofaible du modèle standard en utilisant des événements avec deux électrons de charge opposée et de l'énergie transverse manquante. Les événements sont sélectionnés parmi les 9,7 fb-1 de collisions proton-antiproton enregistrées par le détecteur D0 auprès du collisionneur Tevatron du Fermilab à 1,96 TeV. La première analyse est la recherche du boson de Higgs se désintégrant en H -> WW -> evev. Pour valider la méthodologie de recherche, la section efficace de production non résonnante de paire de bosons W est mesurée. Dans la recherche du boson de Higgs, aucun excès significatif au-dessus de l'attente pour le bruit de fond n'est observé. Des limites supérieures sur la section efficace de production du boson de Higgs sont donc calculées, dans le cadre du modèle standard, mais aussi dans le cadre théorique d'une quatrième génération de fermions, et dans le contexte de couplages fermiophobiques du boson de Higgs. Une recherche de couplages de jauge quartiques anormaux entre le photon et le boson W est ensuite présentée, en utilisant la production exclusive de paire de bosons W, permettant un accès à des effets de nouvelle physique. La sélection des événements et les techniques d'analyse utilisées sont essentiellement identiques à celles utilisées pour la première analyse, la recherche du boson de Higgs. Les limites établies sur ce type de couplages anormaux sont les premières au Tevatron et les plus contraignantes à la date de la publicationTwo physics analyzes are presented in this thesis, both probing the electroweak sector of the Standard Model using events with two oppositely charged electrons and missing transverse energy. The events are selected from the full Run II data sample of 9. 7 fb-1 of proton-antiproton collisions collected with the D0 detector at the Fermilab Tevatron Collider at 1. 96 TeV. The first analysis is a search for the Higgs boson in H -> WW -> evev decays. To validate the search methodology, the non-resonant WW production cross section is measured. In the Higgs boson search, no significant excess above the background expectation is observed. Upper limits on the Higgs boson production cross section are therefore derived, within the Standard Model, but also within a theoretical framework with a fourth generation of fermions, and in the context of fermiophobic Higgs boson couplings. A search for anomalous quartic gauge couplings between the photon and the W boson is then presented, using exclusive W boson pair production, allowing to probe new physics effects. The selection of the events and the analysis techniques used are mostly identical to those used in the first analysis, the search for the Higgs boson. The limits set on this type of anomalous couplings are the first ones from the Tevatron and the most stringent ones at the time of the publication
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Viaud, Benoit. "Etude du potentiel de l'expérience LHCb pour la découverte de physique au-delà du Modèle standard dans la désintédration Bd→Phi Ks." Aix-Marseille 2, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005326.
Full text
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Bizouard, Vincent. "Calculs de précision dans un modèle supersymétrique non minimal." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY075/document.
Full textAbstract:
Malgré les nombreux succès du Modèle Standard de la physique des particules, plusieurs éléments montrent qu'il ne s'agit que d'une théorie effective à basse énergie. En effet, la masse des neutrinos et la matière noire ne sont pas expliqués dans ce modèle, qui ne prend pas en compte non plus la gravitation dont la version quantique n'a toujours pas été établie. De plus, les divergences quadratiques des corrections à la masse du boson de Higgs dans ce modèle pose un problème de naturalité. Tous ces problèmes indiquent la nécessité de trouver une nouvelle physique, qui doit être décrite par une extension du Modèle Standard. Une des possibilités est d'ajouter une nouvelle symétrie de l'espace-temps, la Supersymétrie, reliant les bosons et le fermions. Dans son extension miminale, la Supersymétrie permet déjà de résoudre le problème de la matière noire en proposant un candidat naturel, le neutralino, et de supprimer les dangereuses corrections quadratiques à la masse du boson de Higgs.Dans cette thèse, les travaux se sont concentrés sur une extension supersymétrique non minimale du Modèle Standard, le NMSSM. Afin de confronter la théorie aux expériences, il est nécessaire de calculer précisément les différentes observables. Ces calculs étant complexes, il est naturel de les automatiser, ce qui a été réalisé à l'aide du code SloopS. Avec ce code, nous avons pu dans un premier temps nous intéresser à la désintégration du boson de Higgs en un photon et un boson Z. Ce mode de désintégration a la particularité d'être généré directement à une boucle, ce qui le rend sensible à la présence de nouvelles particules. Il a commencé à être mesuré lors du Run 1 du LHC et les données vont continuer à s'accumuler avec le Run actuel (Run 2). La possibilité d'une déviation du signal mesuré avec celui prédit par le modèle Standard, requiert donc une analyse théorique préliminaire, que nous avons effectué dans le cadre du NMSSM. Nous nous sommes ensuite intéressé aux corrections radiatives pour des processus plus généraux.Il a d'abord fallu réaliser et implémenter la renormalisation dans SloopS afin de réguler les divergences apparaissant dans ces calculs à une boucle. Puis nous avons pu utiliser le modèle renormalisé pour calculer les corrections radiatives aux masses et largeurs de désintégration des différentes particules supersymétriques et des bosons de Higgs, en comparant les résultats obtenus dans différents schémas de renormalisationAlthough the Standard Model has been very successful so far, it presents several limitations showing that it is only an effective low energy theory. For example, the neutrino masses or dark matter are not predicted in this model. Gravity is also not taken into account and we expect that it plays a quantum role at energies around the Planck mass. Moreover, radiative corrections to the Higgs boson mass suffer from quadratic divergences. All these problems underline the fact that new physics should appear, and this has to be described by an extension of the Standard Model. One well-motivated possibility is to add a new space-time symetry, called Supersymmetry, which link bosons and fermions. In its minimal extension, Supersymmetry can already solve the dark matter paradox with a natural candidate, the neutralino, and provide a cancellation of the dangerous quadratic corrections to the Higgs boson mass.In this thesis, we focussed on the Next-to-Minimal SuperSymmetric extension of the Standard Model, the NMSSM. To compare theoretical predictions with experiments, physical observables must be computed precisely. Since these calculations are long and complex, automatisation is desirable. This was done by developping SloopS, a program to compute one-loop decay width and cross-section at one-loop order in Supersymmetry. With this code, we first analysed the decay of the Higgs boson in a photon and a Z boson. This decay mode is induced at the quantum level and thus is an interesting probe of new physics. Its measurement has been started during Run 1 of the LHC and is continued now in Run 2. The possibility of deviation between the measured signal strength and the one predicted by the Standard Model motivates a careful theoretical analysis in beyond Standard Models which we realised within the NMSSM. Our goal was to compute radiative corrections for any process in this model. To cancel the ultraviolet divergences appearing in higher order computations, we had to carry out and implement the renormalisation of the NMSSM in SloopS. Finally, it was possible to use the renormalised model to compute radiatives corrections to masses and decay widths of Higgs bosons and supersymmetric particles in the NMSSM and to compare the results between different renormalisation schemes
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Dhen, Mikaël. "Muon to electron conversion, flavored leptogenesis and asymmetric dark matter in minimal extensions of the Standard Model." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2015. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/217745.
Full textAbstract:
Il est clair que le Modèle Standard des particules élémentaires n'est pas complet. Parmi tous les indices d'une physique au-delà du Modèle Standard, la masse des neutrinos, l'asymétrie matière-antimatière de notre Univers et la matière noire constituent les trois contextes généraux de cette thèse.Le fait que les neutrinos soient massifs constitue la plus claire évidence d'une physique au-delà du Modèle Standard. La masse des neutrinos peut trouver une explication notamment dans le cadre des modèles favoris dits "modèles Seesaw". Ces modèles, en plus de générer une petite masse pour les neutrinos, génèrent aussi des processus dans lesquels la saveur d'un lepton chargé est changée, comme la désintégration d'un muon en un électron et un photon, ou la conversion d'un muon en un électron au sein d'un atome sans émission de neutrino. Ces processus sont importants car les expériences futures devraient atteindre des sensibilités impressionnantes sur leurs taux, mais aussi parce que leur observation confirmerait l'existence d'une physique nouvelle et pourrait peut-être discriminé parmi les différents modèles. Il est donc important d'avoir une expression analytique fiable du taux de ces processus dans le cadre de ces modèles Seesaw favoris. Dans la première partie de cette thèse, nous calculons l'expression du taux de conversion d'un muon en un électron au sein d'un atome dans le cadre des modèles Seesaw de type 1, et analysons la phénoménologie s'y rapportant. Ces modèles Seesaw, en plus de générer une petite masse pour les neutrinos et des processus changeant la saveur leptonique, permettent aussi la création de l'asymétrie matière-antimatière dans l'Univers, à travers le mécanisme dit de "leptogenèse". Selon ce mécanisme, une asymétrie leptonique aurait d'abord été créée, avant d'être partiellement transférée en une asymétrie baryonique. Dans la seconde partie de cette thèse, nous calculons et analysons la leptogenèse dans le cadre des modèles Seesaw de type 2 avec, pour la première fois, la prise en compte des effets de saveurs.Finalement, la troisième et dernière partie de cette thèse se concentre sur la possibilité de générer non seulement la matière baryonique à partir d'une asymétrie, mais aussi la matière noire. A cette fin, nous considérons le modèle dit "doublet inerte'', car il contient une interaction qui pourrait à priori générer de la matière noire à partir d'une asymétrie. Nous adressons dès lors la question suivante et y répondons: est-il possible de générer toute la matière noire à partir d'une asymétrie de matière noire dans le contexte du modèle doublet inerte ?Option Physique du Doctorat en Sciences
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Pihan-Le, Bars Hélène. "Des horloges atomiques à la mission MICROSCOPE : recherche de violations d’invariance de Lorentz." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEO010/document.
Full textAbstract:
Cette thèse présente deux tests d'invariance de Lorentz, réalisés dans le cadre de l'Extension du Modèle Standard (SME). Le premier a pour objectif une recherche de violation dans le secteur SME de la matière, grâce aux données d'une horloge à atomes froids de 133Cs. La recherche de variations de la fréquence de transition hyperfine de cet atome a permis de contraindre plusieurs coefficients SME liés aux protons et aux neutrons, avec une sensibilité améliorant jusqu'à 12 ordres de grandeur les limites actuelles sur ces derniers. Le second test a été réalisé grâce aux données de la mission spatiale MICROSCOPE, en vol depuis le 25 avril 2016, qui a pour but de tester le Principe d'Équivalence faible avec une précision de l’ordre de 10−15 sur le paramètre d'Eötvös. Nous avons utilisé les mesures MICROSCOPE pour contraindre des violations d'invariance de Lorentz dues à un couplage entre matière et gravitation, en recherchant des variations de l'accélération relative de deux masses d'épreuve selon l'orientation de l'axe sensible de l'instrument, un double accéléromètre électrostatique. Les premiers résultats, obtenus grâce à l'analyse de cinq sessions de mesures, ont déjà démontré une amélioration jusqu'à 4 ordres de grandeur des contraintes sur deux coefficients du secteur SME de la matière couplée à la gravitationThis thesis presents two Lorentz invariance tests, performed within the Standard Model Extension framework (SME). The first one is a search for a violation in the matter sector of the SME, using data from a cold atom clock. The search for variations in the hyperfine transition frequency of 133Cs allowed us to constrain several SME coefficients related to protons and neutrons, with a sensitivity improving by up to 12 orders of magnitude the current best laboratory limits on these coefficients. The second test was carried out using the data from the MICROSCOPE space mission, in flight since April 2016, which is intended to test the Weak Equivalence Principle (WEP) with an accuracy of 10−15 on the Eötvös parameter. In this experiment, a coupling between matter and gravitation could lead to Lorentz violation signals and therefore to variations in relative acceleration of two test masses depending on the satellite orientation. The relative acceleration is measured by a differential electrostatic accelerometer. The first results, obtained through the analysis of five sessions, have already demonstrated an improvement of up to 4 orders of magnitude of the constraints on two coefficients of the SME sector of matter-gravity couplings
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Baek, Yong Wook. "Calibration par injection de charge du calorimètre électromagnétique de CMS." Chambéry, 2001. http://www.theses.fr/2001CHAMS001.
Full textAbstract:
Cette thèse a été effectuée dans le cadre de la collaboration internationale qui a la responsabilité d'expérience CMS (compact muon solenoid) auprès de LHC, au CERN. La physique des particules fondamentales qui sera explorée par cette expérience est décrite dans le cadre de modèle standard. La configuration des sous détecteur de CMS est brièvement décrite, avec un poids particulier sur la chaine de lecture du électromagnétique calorimètre. Le travail effectue pour calibrer cette chaine par une injection précise de charge à l'entrée des préamplificateurs est décrit. Les 4 circuits intègres CTRL, TPLS, DAC, et injecteur qui doivent constituer les composants de cette chaine de calibration sont décrits. Le circuit d'injection, essentiel dans ce projet, a été imaginé et développé au laboratoire en technologie DMILL. Cet injecteur génère une impulsion de charge qui est de forme identique au signal de lecture du détecteur. Les mesures des linéarités de ces circuits d'injecteur sont présentées. Afin de connaitre son comportement dans des conditions réelles (flux de neutrons 210 1 3 neutrons/cm 2/10 ans) ou ce circuit est installé dans le détecteur CMS, nous avons soumis des prototypes de circuit d'injecteur a des faisceaux d'irradiation et les résultats sont résumés. La recherche et développement sur ce circuit a produit un circuit intégrée durci aux irradiation dont la variation de pente est inférieure a 0. 25% pour une dose intégrée de 210 1 3 neutrons/cm 2 et indestructible jusqu'à 10 1 5 neutrons/cm 2. Ce circuit a les qualités satisfaisantes pour être monté sur la carte d'électronique qui traitera les données du calorimètre ECAL de CMS
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Gauthier, Léa. "Etudes dans le canal avec deux leptons de même signe de la physique du top au-delà du modèle standard." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00754370.
Full textAbstract:
Le sujet de cette thèse est " L'étude dans le canal avec deux leptons de même signe de la physique du top au-delà du Modèle Standard avec le détecteur ATLAS au LHC et l'étude du niveau de déclenchement L1 du calorimètre ". Cette thèse porte sur la recherche de processus de nouvelle physique au LHC faisant jouer au quark top un rôle particulier. Le LHC est un collisionneur de protons, conçu pour un fonctionnement nominal avec une énergie dans le centre de masse de 14 TeV. Jusqu'à fin 2011 il a fonctionné avec une énergie de 7 TeV dans le centre de masse. Les premières données recueillies (5 fb−1 à 7 TeV) nous ont permis de contraindre certains paramètres de la nouvelle physique recherchée. C'est dans ce cadre que s'inscrit cette thèse. Celle-ci est divisée en trois parties. La première décrit rapidement l'accélérateur avant de s'intéresser à l'expérience ATLAS et au fonctionnement de son détecteur. Le bon fonctionnement des cartes de sommation du signal du calorimètre électromagnétique pour le premier niveau de déclenchement des événements a été tout particulièrement étudié. La deuxième partie est une analyse phénoménologique de la physique au-delà du Modèle Standard avec quatre quarks top dans l'état final pour plusieurs modèles théoriques. Cette étude a été effectuée principalement au niveau générateur pour 14 TeV dans le centre de masse mais nous commentons également les perspectives à 7 TeV. Elle peut être appliquée à l'expérience ATLAS comme à l'expérience CMS. La troisième partie est une étude expérimentale, réalisée avec le détecteur ATLAS, recherchant des manifestations d'un modèle de Higgs composite prédisant l'existence de partenaires exotiques au quark top (T5/3) et d'un modèle de théorie effective de production des 4 tops. Une limite sur la masse du partenaire exotique a été obtenue ainsi qu'une limite sur la section efficace des événements exotiques à quatre tops.
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Calpas, Betty. "Recherche du boson de Higgs du modèle standard dans le canal ZH → e+e- bbˉ avec le détecteur DØ auprès du Tevatron." Thesis, Aix-Marseille 2, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX22039/document.
Full textAbstract:
La recherche du Boson de Higgs du modèle standard produit en association avec un boson Z dans le canal ZH → e+e- bbˉ a été présentée. Cette étude a été réalisée avec 4.2 fb-1 de données collectées avec le détecteur DØ auprès du Tevatron. Aucun excès de donnée n'a été observé. Une limite sur la section efficace de production du processus ZH → e+e- bbˉ a été établie à 95% CLA search for a standard model Higgs boson in the ZH → e+e- bbˉ channel is presented using 4.2 fb-1 of data the DØ detector at the Tevatron. No excess of data have been found. A 95% CL limit on the ZH → e+e- bbˉ cross section production have been set
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Bouchart, Charles. "Phenomenology of the electroweak sector in warped (supersymmetric) extra-dimensional models." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112331.
Full textAbstract:
On se place dans le cadre des modèles à dimension supplémentaire courbe adressant le problème de hiérachie de jauge. On considère ainsi le scenario suggéré par Randall et Sundrum sous l'hypothèse habituelle d'une symétrie de jauge custodiale étendue à l'espace total à 5 dimensions, permettant de protéger le modèle de trop larges corrections dans le secteur électrofaible, où le champ de Higgs est indépendament localisé sur ce qui est appelée la TeV-brane. Après avoir revu les bases de théorie des champs en dimensions supplémentaires, on introduit le cadre théorique des modèles RS, nous exposons en détail la construction de notre modèle phénoménologique, ainsi que les effets engendrés par la brisure de symétrie électrofaible sur notre modèle. Nous déterminons ensuite les diverses représentations minimales des multiplets de quarks sous la symétrie custodiale permettant de résoudre l'anomalie sur l'asymétrie avant-arrière du quark bottom. Il est ensuite montré en detail qu'il existe de fortes corrections à la valeur moyenne dans le vide du Higgs induites par de forts mélanges des bosons de jauge Z et W avec leurs exitations de KK. Le lien avec les tests de précision électrofaible est développé. Nous trouvons ainsi de substancielles corrections dûes à RS aux divers couplages au Higgs, pouvant affecter sa phénoménologie. La fin de cette thèse est dédiée aux extensions SupersSymétriques des modèles à dimension supplémenaire courbe, le champ de Higgs étant toujours confiné sur la TeV-braneLn the framework of warped extra dimension models addressing the gauge hierarchy problem, we consider the Randall-Sundrum scenario under the usual hypothesis of a bulk custodial symmetry protecting the model from large ElectroWeak corrections together with a Higgs field localized on the so-called TeV-brane. After reviewing the basics of field theory in extra dimensions, we introduce the RS framework, and show in details the construction of our phenomenological model as well as the effects of EW symmetry breaking. We determine the several minimal quark representations allowing to address the anomalies in the forward-backward b-quark asymmetry. It is then shown in details that there can exist large corrections to the Higgs boson Vacuum Expectation Value induced by mixings of the gauge bosons with their KK excitations. The connection with EW precision tests is developed. We find possibly substantial RS corrections to the various Higgs couplings able to affect its phenomenology. The end of this thesis is dedicated to SuperSymmetric extension of warped models, the Higgs field still being confined on the TeV-brane
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Siccardi, Vincent. "Etude du couplage top-W-b par la mesure de l'hélicité du boson W dans l'expérience Dø." Strasbourg 1, 2008. http://www.theses.fr/2008STR13082.
Full text
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Touati, Selim. "Quelques aspects de la violation-CP et interactions de jauges dans le modèle standard et au-delà." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAY040.
Full textAbstract:
Le modèle standard (MS) de la physique des particules est la théorie la plus précise connue pour décrire les constituants élémentaires de la matière et leurs interactions. Dès lors que ses 19 paramètres libres sont mesurés, on peut prédire toutes sortes de processus élémentaires avec une précision inégalée. Jusqu’à ce jour, aucune déviation significative par rapport au MS n’a été observée, ce qui en fait un véritable succès expérimental. Cependant, un certain nombre de pièces manquantes et de faits non compris nous amènent à penser que ce n’est pas la fin de l’histoire et que le MS serait une manifestation à basse énergie d’une théorie plus fondamentale. La recherche de nouvelle physique s’inscrit dans ce cadre. Parmi les pièces manquantes, on y trouve la baryogénèse électrofaible, ce mécanisme qui serait à l’origine de l’asymétrie matière-antimatière dans l’univers. D’après le modèle du big bang, matière et antimatière ont été créés en quantités égales, alors qu’aujourd’hui, la matière semble avoir pris le pas. Le MS n’inclut pas un tel mécanisme. En 1967, un physicien russe du nom d’Andrei Sakharov a établi trois conditions nécessaires pour que la baryogénèse puisse avoir lieu. Une de ces conditions stipule qu’il aurait existé des interactions violant les symétries C et CP. La violation CP existe déjà dans le MS. En effet, l’interaction faible peut violer CP (déjà observé) et certains arguments théoriques forts nous poussent à croire que l’interaction forte devrait pouvoir également violer CP, mais aucun processus de la sorte n’a encore été observé. En somme, il s’avère que la violation CP présente dans le modèle standard n’est pas suffisante pour expliquer l’asymétrie matière-antimatière. Par conséquent, un des défis de la recherche de physique au-delà du modèle standard est de trouver des sources de violation CP supplémentaires afin d’atteindre la quantité requise pour la baryogénèse. Dans cette thèse, nous nous penchons dans un premier temps sur quelques manifestations de la violation-CP, comme par exemple les moments dipolaires électriques (EDM) des particules élémentaires, à la fois dans le secteur faible en présence des masses des neutrinos (absentes dans le MS) ainsi que dans le secteur fort. Puis, dans un second temps, nous nous destinons à la construction d’une théorie effective pour bosons de jauges. Nous généralisons le lagrangien d’Euler-Heisenberg pour l’étude des interactions de photons, considéré comme l’archétype d’une théorie effective des champs, à des bosons de jauges d’algèbres de Lie arbitraires, plusieurs groupes de grandes unification ou encore des symétries mixtesThe standard model (SM) of particle physics is the most accurate theory known to describe the elementary particles and their interactions. Once its 19 free parameters are measured, all kinds of elementary processes can be predicted with unequalled accuracy. To date, no significant deviation from the SM has been observed, making it a true success. However, a number of missing pieces and unexplained facts lead us to believe that this is not the end of the story and that the SM would be a low-energy expression of a more fundamental theory. The search for physics beyond the SM is part of this framework. Among the missing pieces, there is electroweak baryogenesis, the mechanism that is believed to be at the origin of matter-antimatter asymmetry in the universe. According to the big bang model, matter and antimatter were created in equal quantities whereas today matter seems to have taken over. The SM does not include such a mechanism. In 1967, a Russian physicist named Andrei Sakharov established three necessary conditions for baryogenesis to happen. One of these conditions stipulates that there would have been interactions that violated C and CP symmetries. CP-violation already exists in the SM. Indeed, the weak interaction can violate CP (already observed) and some strong theoretical arguments lead us to believe that strong interaction should also violate CP, but no such process has yet been observed. In short, it appears that the CP-violation present in the SM is not sufficient to explain the matter-antimatter asymmetry. Therefore, one of the challenges of physics beyond the standard model researches is to find additional sources of CP-violation in order to achieve the amount required for baryogenesis. In this PhD thesis, we first look at some manifestations of CP-violation, such as electric dipole moments (EDMs) of elementary particles, both in the weak sector in the presence of neutrino masses (absent in the SM) as well as in the strong sector. Then, in a second study, we build an effective field theory for gauge bosons. We generalize the Euler-Heisenberg Lagrangian for the study of photon interactions, considered as the archetype of an effective field theory, to gauge bosons of arbitrary Lie algebras, several grand unification groups or mixed symmetries
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Dartsi, Olympia. "Recherche de la production électrofaible de paires Zγ et mesure de la section efficace différentielle de production de Zγ en association avec deux jets dans l'ATLAS expérience du LHC." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAY085.
Full textAbstract:
Le sujet physique de ma thèse est la mesure de la section efficace de di-boson Zgamma; production en association avec une paire de dijet à haute masse.Les données de collision protons-protons de l’expérience ATLAS au Grand collisionneur de hadrons du CERN à une énergie dans le centre de masse de13 TeV, recueillies en 2015 et 2016 et correspondant à une luminosité intégrée de 36.1 fb^{-1} sont analysées. La production électrofaible d’événements Zgammajj donne un accès direct à la nature du mécanisme de brisure spontanée de symétrie électrofaible, en sondant les couplages quantiques de boson WWZgamma,ZZZgamma, ZZgammagamma et Zgammagammagamma. Les trois derniers sont interdits à l’ordre le plus basdans le Modèle Standard. Tout écart par rapport aux prévisions du ModèleStandard pourrait être un indice d’une nouvelle physique.Jusqu’à présent, la production électrofaible de Zgammajj, qui consiste en desprocessus avec constante couplage électrofaible du quatrième ordre et qui inclut des processus de diffusion de vecteur-boson, n’a jamais été observée. Le même état final Zgammajj peut être produit par un processus fortement médié,avec un constante couplage électrofaible de second ordre et un couplage fortde second ordre, résultant en une section efficace de trois ordres de grandeur plus grande que la section électrofaible. La production de Zgammajj via un mécanisme électrofaible et fort interfère puisque les états initiaux et finaux sont les mêmes. La compréhension de cet effet est un aspect important de l’analyse.Dans ma thèse, j’ai étudié cet effet et son impact sur l’observation du pro-cessus et sur les mesures de le section efficace. Pour cette étude, après avoir effectué le calcul des trois contributions (électrofaible, forte et interférence) à la section efficace totale à l’aide de simulations de Monte Carlo, j’ai effectué une optimisation des coupes de sélection, afin de réduire l’impact de l’interférence, en définissant également une procédure pour la prise en compte de cette interférence dans l’analyse des données. Le point focal expérimental de mon travail est la mesure de la section efficace différentielle de l’état final Zgammajj en fonction de la masse invariante du système Zgamma, du momentum transversal du photon, de la multiplicité de jets et de la masse invariante du système Dijet. Les distributions sensibles à la nouvelle physique sont corrigées par les effets détecteur et comparées aux attentes des PM.Tous résultat de physique repose sur la reconstruction et la sélection d’états finaux composés de jets, d’électrons, de muons et de photons. Les électrons et leur identification jouent donc un rôle important dans l’analyse Zgammajj. Ce rapport de thèse documente également le travail que j’ai fait sur l’efficacité de l’identification des électrons, y compris d’une méthode supplémentaire axée sur les données. Les résultats que j’ai obtenus, sont utilisés dans toutes les analyses ATLAS dont la signature contient des électronsThe physics subject of my thesis work, is the measurement of the cross-section of the diboson Zgamma production in association with a high mass dijetsystem. Proton-proton collision data from the ATLAS experiment at theCERN Large Hadron Collider at a center-of-mass energy of 13 TeV,collected in 2015 and 2016 and corresponding to an integrated luminosity of36.1 fb^{-1} are analyzed. The electroweak production of Zgammajj events, provides a direct access to the nature of the electroweak symmetry breaking mechanism, by probing the quantum gauge boson couplings WWZgamma, ZZZgamma, ZZgammagamma and Zgammagammagamma. The last three are forbidden at the lowest order in the Standard Model. Any deviation from the Standard Model predictions could be a hint for new physics.Until now, the electroweak production of Zgammajj, which consist in pro-cesses with fourth-order electroweak coupling and include vector-boson scat-tering processes, has never been observed. The same Zgammajj final state canbe produced by a strongly-mediated process, with second order electroweakcoupling and second order strong coupling, resulting in a cross-section threeorder of magnitude larger than the electroweak cross-section. The Zgammajj pro-duction via electroweak and strong mechanism interfere since the initial andfinal states are the same. The understanding of this effect is an importantaspect of the analysis.In my thesis, I have studied this effect and its impact on the observationof the process and on the fiducial cross-section measurements. For this inves-tigation, after having performed the computation of the three contributions(electroweak, strong and interference) to the total cross-section using MonteCarlo simulations I have performed an optimization of the selection cuts, in order to reduce the impact of the interference, defining also a procedure onhow to account for the interference in the data analysis. The experimentalfocus of my work is the measurement of the differential cross section of theZgammajj final state as function of the invariant mass of the Zgamma system, the transverse momentum of the photon, the jet multiplicity and the invariantmass of the dijet system. Distributions sensitive to new physics are unfoldedand compared with MC expectations.All physics results rely on the reconstruction and selection of final statesconsisting of jets, electrons, muon and photons. Electrons and their identi-fication therefore play an important role in the Zgammajj analysis. This thesisreport documents also the work that I have done on the electron identification efficiency, including the implementation of an additional data drivenmethod. The results I have obtained, are used in all ATLAS analyses whosesignature contain electrons
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Neshatpour, Siavash. "Récentes implications au-delà du modèle standard des désintégrations de mésons beaux." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2013. http://www.theses.fr/2013CLF22354.
Full textAbstract:
Des progrès expérimentaux importants sont en cours dans l’étude des désintégrations rares de mésons contenant un quark beau et impliquant un quark étrange et une paire de leptons. Le travail présent mesure la portée indirecte de ces progrés sur des extensions supersymétriques du modèle standard. Même dans des modèles contraints, les limites indirectes ainsi obtenues peuvent dans certains cas être plus fortes que celles provenant de la recherche directe de particules supersymétriques. La précision gagnée par les facteurs de forme et les corrections d’ordre supérieur nouvellement implémentés dans le programme public ”SuperIso” montrent alors leur importanceThere are fast progresses in the experimental study of rare decay sof mesons containing a b-quark, and involving a pair of leptons and an s-quark. The present work measures the indirect implications of these progresses on the supersymmetric extensions of the Standard Model. Even within constrained models, the indirect limits obtained in this way can in some cases be stronger than those coming from direct searches of supersymmetric particles. The accuracy gained by the form factors and higher order corrections newly implemented in the public code ”SuperIso” are then fully relevant
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Prieur, Damien. "Étalonnage du calorimètre électromagnétique du détecteur ATLAS : reconstruction des événements avec des photons non pointants das le cadre d'un modèle supersymétrique GMSB." Lyon 1, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/04/82/39/PDF/tel-00009728.pdf.
Full textAbstract:
L'analyse des données des tests en faisceau a porté sur l'étalonnage du calorimètre électromagnétique d'ATLAS. Un modèle électrique a été développé pour prédire la forme du signal de physique à partir de celui d'étalonnage et produire les coefficients de filtrage optimal: ceux-ci permettent de calculer l'énergie en optimisant le bruit d'électronique et en s'affranchissant de décalages en temps. L'uniformité de réponse obtenue avec ces constantes est de 0. 6%, valeur compatible avec le terme constant requis de 0. 7% sur l'ensemble du calorimètre. L'étude de photons non pointants est motivée par la détection de neutralinos avec un long temps de vie, prédit par le modèle SUSY GMSB. Une étude systématique avec une description détaillée du détecteur a permis de mesurer les performances angulaires attendues du calorimètre électromagnétique pour de tels photons. Les résultats obtenus ont été utilisés pour paramétrer la réponse du détecteur et reconstruire des événements SUSY issus du modèle
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Sitt, Simon. "Time dependent analysis and amplitude analysis of Bo→KosKosKos decays with BaBar experiment." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066333.
Full textAbstract:
Deux analyses indépendantes du canal de désintégration B0->KsKsKs ont été effectuées, utilisant un échantillon de 468 millions de paires BBbar enregistrées par le détecteur BaBar auprès de l'usine à B PEPII à SLAC National Laboratory. La première analyse est dépendante du temps et intégrée sur l'espace de phase. Son but est d'extraire simultanément des deux sous-canaux B0->3Ks(pi+pi-) et B0->2Ks(pi+pi-)Ks(pi0pi0), les paramètres S et C de violation de CP. Il est intéressant de comparer les valeurs mesurées avec la prédiction du modèle standard. Le résultat obtenu est S = -0. 935^{+0. 238}_{-0. 214} +- 0. 063 et C = -0. 166^{+0. 180}_{-0. 178} +- 0. 038, où la première incertitude est statistique et la deuxième est systématique. Ce résultat est compatible avec la prédiction du modèle standard. La deuxième analyse est une analyse en amplitude (ou dans le plan de Dalitz). Elle est intégrée sur le temps. Son but est d'extraire le rapport d'embranchement (Br) total, ainsi que les rapports d'embranchement des modes résonnantes partiels. C'est la première fois que cette analyse est effectuée pour le canal étudie. Le résultat est Br(B0->KsKsKs )=(6. 18 +- 0. 47 +- 0. 14 +- 0. 06) x 10^{-6},Br( B0-> f0(980)Ks; f_0(980)-> KsKs)=(2. 69^{+1. 25}_{-1. 18} +- 0. 35 +- 1. 87) x 10^{-6}, Br(B0-> f0(1710)Ks; f_0(1710)-> KsKs)=(0. 50^{+0. 46}_{-0. 23} +- 0. 04 +- 0. 12) x 10^{-6}, Br(B0-> f2(2010)Ks; f_2(2010)-> KsKs)=(0. 54^{+0. 21}_{-0. 20} +- 0. 03 +- 0. 44) x 10^{-6}, Br(B0-> Nonresonant KsKsKs)=(13. 31^{+2. 23}_{-2. 30} +- 0. 55 +- 2. 77) x 10^{-6}, et Br(B0-> chi_{c0}Ks; chi_{c0}->KsKs)=(0. 46^{+0. 25}_{-0. 16} +- 0. 01 +- 0. 19) x 10^{-6},où la première incertitude est statistique, la deuxième est systématique et la troisième est li\'e au modèle de l'amplitude. Aucun signal statistiquement significatif de la résonance controversée fX(1500) n'a été observé.
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Tellili, Borhan. "Recherche de particules supersymétriques dans l'expérience L3 à LEP 2 au CERN." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10274.
Full textAbstract:
Nous avons cherché les charginos et les neutralinos [~+-X1 et ~0X1] (respectivement), particules supersymétriques prévues par le Modèle Standard Supersymétrique Minimal (MSSM), qui seraient produites suite à des collisions à très hautes énergies d'électrons et de positons. Cette recherche s'est effectuée auprès de l'expérience L3, l'une des quatre expériences installées sur le collisionneur LEP (Large Electron Positron Collider). Les énergies de collision étudiées correspondent à la deuxième et dernière phase de l'accélérateur LEP. Elles vont de 189 GeV jusqu'à 208 GeV dans le centre de masse. Les données accumulées entre 1998 et 2001 par le détecteur L3, correspondant à une luminosité intégrée, ∫Ldt=626 pb-1 ont été analysées au moyen de méthodes optimisées et notamment par utilisation des réseaux neuromiétiques. Les analyses ont été en permanence adaptées aux nombreux canaux étudiés, aux différentes énergies dans le centre de masse ainsi et surtout aux différentes zones du paramètre [Delta]M (différence de masse entre la particule supersymétrique recherchée et la particule supersymétrique la plus légère). Une statistique de données de simulation Monte Carlo des processus physiques standards, largement supérieure à celle des données réelles, a également été étudiée et confrontée avec succès aux données réelles. Les événéments observés sont compatibles avec ceux en provenance des processus du Modèles Standard attendus (qui représentent dans notre cas les bruits de fond par rapport aux signaux recherchés). L'interprétation de ces résultats dans le cadre du MSSM conduit à l'établissement de contours d'exclusions des sections efficaces de productions des processus recherchés en fonction des paramètres libres du modèle en question. En prenant les hypothèses les plus conservatrices possibles quant aux sections efficaces de production nous avons pu établir une limite absolue sur les masses du chargino et du neutralino les plus légers ; à savoir ( pour [delta]M [supérieur à ]3 GeV) et avec un niveau de confiance de 95 %
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Iconomidou-Fayard, Lydia. "Production et étude des propriétés des bosons intermédiaires : expérience UA2." Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112186.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, on présente les résultats concernant les propriétés des bosons intermédiaires, mis en évidence par l’expérience UA2. Toute l’analyse «électron» est présentée et les échantillons finals des W et Z, correspondant à dt = 863 nb⁻¹, sont également donnés. Le moment longitudinal des bosons est plus particulièrement étudié et les distributions en impulsion des partons-parents sont évaluées. Dans le centre de masse des W, la distribution angulaire des leptons chargés issus de la désintégration (électrons ou positrons) est en accord avec la forme théorique prédite par le Modèle Standard et corrigée par les effets QCD. Les sections efficaces des processus W→ev et Z→e⁺e⁻ sont mesurées ainsi que les masses des bosons intermédiaires. Les paramètres sin²0w et p sont évalués. L’accord avec les prédictions du Modèle Standard est bonWe present here some results concerning the properties of IVB’s detected by the UA2 experiment. The “electron-identification” criteria are discussed and the final samples of W’s and Z’s, corresponding to a total integrated luminosity of 863 nb⁻¹, are given. A particular study of longitudinal motion of bosons has been done and the momentum distribution of “parent-partons” has been evaluated. In the W’s center of mass frame, the angular distribution of the outgoing changed lepton (electron or positron) is in good agreement with the theoretical shape expected from the Standard Model and QCD corrections. The cross-sections of processes W→ev and Z→e⁺e⁻ and the masses of IVB’s are measured. The values of sin²0w and p are evaluated. A good agreement with standard model is observed
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Jamin, David. "Recherche du boson de Higgs du Modèle Standard dans le canal de désintégration ZH → vvbb sur le collisionneyr Tevatron dans l'expérience DØ." Thesis, Aix-Marseille 2, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX22078/document.
Full textAbstract:
Dans le Modèle Standard de la Physique des Particules, le boson de Higgs permet de générer la masse des particules élémentaires. Les contraintes théoriques et expérimentales actuels imposent au boson de Higgs d'avoir une masse comprise entre 114.4 et 158 GeV à 95% de niveau de confiance. Ces résultats confortent la recherche du boson de Higgs à basse masse dans la fenêtre encore ouverte.Le détecteur Dø est situé près de Chicago, au Tevatron, collisionneur protons-antiprotons avec une énergie dans le centre de masse de 1.96 TeV. le sujet de cette thèse est la recherche du boson de Higgs produit en association avec le boson Z. C'est un canal sensible au boson de Higgs de basse masse (<135 GeV) qui a un rapport avec le branchement H -> bb de l'ordre de 80% dans cette région en masse. Le canal d'étude ZH → nunubb a un état final composé de 2 jets de saveurs lourdes et de l'énergie transverse manquante emportée par les neutrinos.L'identification des jets de saveur lourde est réalisée à l'aide d'un nouvel algorithme que l'on a développé (SLTNN) : la méthode est basée sur la désintégration semi-leptonique des quarks b.L'analyse de recherche du boson de Higgs a été menée avec 3 fb-1 de données. L'utilisation de SLTNN a permis d'améliorer de 10% l'efficacité d'identification de boson de Higgs. En revanche, la sensibilité globale de l'analyse, une fois les bruits de fonds et erreurs systématiques prises en compte, est très peu amélioréeIn the Standard Model of particle physics, the Higgs boson generates elementary particles mass. Current theoretical and experimental constraints leads of a Higgs boson mass between 114.4 and 158 GeV with 95% confidence level. Moreover, Tevatron has recently excluded the mass window between 100 et 109 GeV with 95% confidence level. These results gives a clear indication search Higgs boson at low mass. Dø detector is located close to Chicago, at Tevatron, proton-antiproton collider with an energy in the center of mass 1.96 TeV. the topic of this thesis is the search of Higgs boson associated to a Z boson. It is a sensitive channel to low mass Higgs boson (<135 Gev) which has a branching ratio close to 80% in this mass range. The decay channel ZH → nunubb has in the final state 2 heavy-flavor jets and missing transverse energy due to neutrinos.The heavy-flavor jets identification is done thanks a new algorithm we have developped (SLTNN) : the method is based on semi-leptonic decay of b quarks.the Higgs boson search analysis was done with 3 fb-1 of data. The use of SLTNN permits to increase by 10% of Higgs boson tagging efficiency. On the other hand, global analysis sensitivity improvement, after taking into account the backgrounds and systematic errors, is low
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Protopapadaki, Eftychia Sofia. "ZZ diboson measurements with the ATLAS detector at the LHC and study of the toroidal magnetic field sensors." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112233.
Full textAbstract:
Les particules élémentaires ainsi que leur interactions sont décrites par le Modèle Standard. Malgré son grand succès, il y a encore des questions à répondre. Dans cette thése, le processus du Modèle Standard ZZ, lorsque les deux bosons Z se désintègrent en paires de leptons, a été étudié. Les données utilisées ont été prises par le détecteur ATLAS durant l'année 2012, ce qui correspond à une luminosité intégrée de 20 fb-1. L'énergie dans le centre de masse était de 8 TeV. Tous les éléments de l'analyse sont présentés dans ce document: la sélection du signal et son efficacité, l'estimation du bruit de fond, les systématiques associées à la mesure, ainsi que la méthode statistique employée pour l'extraction de la section efficace. La section efficace du processus ZZ sur couche de masse a été mesurée à 6.98±0.41(stat.)±0.36(syst.)±0.20(lumi) pb. La section efficace pour chaque canal a été aussi mesurée dans une volume cinématique ``restreint'', proche du volume reconstruit. Toutes les mesures obtenues sont en accord avec les prédictions theoriques. L'auto-interaction des bosons neutres est interdite dans le Modèle Standard. Si des couplages à trois bosons sont observés, ceux-ci indiqueront donc la présence d'une nouvelle physique. Des observables sensibles à la présence des couplages anormaux ont été examinées. L'impulsion transverse du boson le plus énergétique s'est avérée une des plus sensibles, et elle a été donc utilisée pour l'extraction des limites à 95% CL sur les couplages anormaux. Toutes les limites obtenues sont compatibles avec le Modèle Standard. La connaissance du champ magnétique toroïdal dans le détecteur ATLAS est essentielle pour l'estimation précise de la masse des particules. Une étude sur les senseurs utilisés pour la construction de la carte de champ du détecteur ATLAS a montré que 97% des senseurs sont fiables. La carte de champ existante a été examinée, et malgré l'observation d'anomalies, celles-ci ne sont pas susceptibles d'affecter la détermination de l'impulsion des muons, ni donc de l'estimation de la masse du boson de HiggsElementary particles and their interactions are described by the Standard Model. Even successful, there are still some unanswered questions which need to be addressed. In this work, the ZZ Standard Model process was studied in the leptonic decay channel. The data used were collected by the ATLAS detector during 2012 and correspond to an integrated luminosity of 20 fb-1. The center of mass energy was 8 TeV. All the analysis elements, such as the signal selection and efficiencies, the background estimation, the measurement uncertainties and the statistical method employed for the cross section extraction, are discussed in this document. The total ZZ on-shell cross section is measured to be 6.98±0.41(stat.)±0.36(syst.)±0.20(lumi) pb. A measurement of the on-shell ``fiducial'' cross section, defined in a volume close to the reconstructed one, was also performed for each decay channel. Both total and fiducial measurements are in agreement, within uncertainties, with the SM predictions. The neutral boson-self interactions are forbidden in the SM. Therefore, if triple gauge boson couplings are observed, they will indirectly point to the existence of new physics. Observables sensitive to the presence of anomalous triple gauge couplings, along with the optimal binning were investigated. The traverse momentum of the most energetic boson was among the most sensitive observables, and it was thus used in order to extract 95% CL limits on the anomalous coupling parameters. All observed limits are found to be compatible with the SM expectations. In the framework of this thesis a performance study was conducted. In order to increase particles mass measurement precision, the accurate knowledge of the toroidal magnetic field inside the detector is essential. The sensors used for the production of the ATLAS toroidal magnetic field map were studied, and it was found that more than 97% of these sensors are reliable. The existing magnetic field map was probed, and even though inaccuracies were observed, they are not expected to impact muon momentum estimation and thus not to bias the Higgs boson mass measurement
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Lemière, Yves. "Recherche de la violation de conservation du nombre leptonique total par le processus de double désintégration bêta du 82Se et du 150Nd dans l'expérience NEMO3 : Etude du processus Bi-Po de la chaîne du thoron." Caen, 2008. http://www.theses.fr/2008CAEN2045.
Full textAbstract:
L'expérience NEMO-3 recherche un signal de double désintégration bêta sans émission de neutrino bêtabêta0nu avec une sensibilité de l'ordre de 1024 années. L'observation de ce processus, interdit par le Modèle Standard car violant la conservation du nombre leptonique total, permettrait de déterminer la nature théorique de cette particule (Dirac ou Majorana) et d'accéder à l'échelle de masse du neutrino. L'objectif de ce travail est d'étudier les événements de décroissance bêtabêta à haute énergie du 82Se et du 150Nd utilisés dans le détecteur NEMO-3. La première partie de cette étude consiste en l'élaboration de modèle de bruits de fond de l'expérience en exploitant les données du détecteur. La seconde partie de ce travail a permis de mesurer les périodes de décroissance bêtabêta2nu de ces isotopes et déterminer une limite inférieure sur la période du processus bêtabêta0nu par échange de neutrinos légers de Majorana. Dans la dernière partie, une mesure spécifique de la contamination en thallium est menée en exploitant la sensibilité du détecteur NEMO-3 à la décroissance 212Bi-PoThe NEMO-3 experiment searches for a neutrinoless double beta decay signal (bêtabêta0nu with an expecte sensitivity in terms of the half-life limit of the order of 1024 years. The discovery of this signal, forbidden in the Standard Model, would imply the violation of leptonic number conservation and would allow to determine the nature of this particule (Dirac or Majorana) and measure the neutrino mass scale. The goal of this work is to study high energy events from 82Se and 150Nd bêtabêta decay used in NEMO-3 detector. The first part of this work consists in the elaboration of a background model using NEMO-3 data. In the second part, the bêtabêta2nu half-life and a lower limit of the bêtabêta0nu half-life are computed using massive Majorana neutrino exchange hypothesis. In the last part, the measurement of some specific thallium contamination is performed thanks to the NEMO-3 capability to detect the 212Bi-Po decay
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Naranjo, Fong Ivo Nicolas. "Tau lepton reconstruction and search for Higgs bosons decaying to tau pairs in the CMS experiment at the LHC." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2014. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01089488/document.
Full textAbstract:
Cette thèse présente une recherche du boson de Higgs du Modèle Standard (MS) et de son extension supersymétrique minimale (MSSM) dans la voie de désintégration en paires de leptons tau avec l'expérience CMS pendant les premières années d'exploitation du LHC. Après une introduction du contexte théorique pertinent pour la recherche du boson de Higgs du MS et du MSSM, les aspects phénoménologiques sont exposés. La découverte en 2012 d'un boson scalaire par les collaborations ATLAS et CMS est ensuite présentée. La description du détecteur CMS est abordée et la reconstruction des objets nécessaires a l'analyse est décrite. Une attention particulière est portée à la reconstruction des leptons tau avec notamment un algorithme d'isolation original incluant des informations sur le temps de vie. Nous avons optimisé cet outil en termes d'efficacité d'identification et de réjection de bruit de fond. Une nouvelle technique visant à supprimer des électrons reconstruits a tord comme des taus est également présentée: le développement d'un discriminateur anti-électron, basé sur une analyse multivariée réduit considérablement cette contamination tout en préservant l'efficacité d'identification. La recherche du boson de Higgs du MS et MSSM dans ses désintégrations en paires de taus est exposée. Les données utilisées correspondent à une luminosité intégrée de 4. 9 fb-1 avec une énergie dans le centre de masse sqrt{s}=7 TeV et 19. 7 fb-1 avec sqrt{s}=8 TeV collectées par CMS en 2011 et 2012 respectivement. Une attention particulière est portée aux canaux de désintégration semi-leptoniques: $$H\to\tau\tau\to l\tau_{h}$$ où $$l$$ représente un électron ou un muon et $$\tau_{h}$$ une désintégration hadronique de tau. La combinaison de tous les canaux de désintégration du Higgs du MS en paire de taus avec en particulier l'utilisation du nouveau discriminateur anti-électron conduit à un excès d'événements par rapport aux bruits de fond attendus. L'interprétation statistique correspond à 3. 2 déviations standard pour une masse de 125 GeV et la force du signal est compatible avec le boson de Higgs du Modèle Standard. Ce résultat constitue une indication directe du couplage du boson de Higgs aux leptons. Finalement, une stratégie originale de recherche de bosons de Higgs du MSSM est présentée. Elle combine d'une part la nouvelle technique d'isolation de tau et d'autre part une définition optimisée des catégories d'analyse fondées sur l'impulsion transverse des taus. La sensibilité de l'analyse est ainsi augmentée de plus de 30 % par rapport au dernier résultat public de CMS (2013) ce qui est équivalent à un accroissement de 3 à 4 fois la luminosité totale intégrée. Aucun excès d'événements n'est observé par rapport aux bruits de fonds prédits par le MS suite à l'interprétation modèle indépendante des limites supérieures sur la section efficace fois le rapport d'embranchement pour chacun des modes de productionThis thesis presents a search for Higgs bosons decaying into tau pairs in the context of the Standard Model (SM) and its minimal supersymmetric extension (MSSM) with the Compact Muon Solenoid (CMS) experiment, using the data collected during the first years of operation at the LHC. After introducing the theoretical context relevant for the SM and MSSM Higgs bosons searches, the corresponding phenomenological aspects are discussed. The discovery of a scalar boson by the ATLAS and CMS Collaborations in 2012 is then presented. The design and performance of the CMS experiment are described as well as the identification and measurements of physical objects needed for the analysis. The accent is put on the tau lepton reconstruction including in particular a novel tau isolation that uses the lifetime information. We optimized this tool in terms of tau identification efficiency and fake tau rejection, particularly suited for boosted taus. A new technique for rejecting the electrons faking taus is also presented: a discriminator based on a multivariate analysis which considerably reduces the contamination from electrons faking taus while preserving the efficiency of identification is exposed. The SM and MSSM Higgs boson searches in the di-tau final state are presented. The dataset corresponds to an integrated luminosity of 4. 9 fb-1 at sqrt{s}=7 TeV and 19. 7 fb-1 at sqrt{s}=8 TeV recorded by CMS respectively in 2011 and 2012. The focus is put on the most sensitive semi-leptonic decay channels: $$H\to\tau\tau\to l\tau_{h}$$ where $$l$$ is either an electron or muon and $$\tau_{h}$$ stands for hadronic tau decays. After combining all the decay channels in SM Higgs boson to di-tau search and in particular using the new anti-electron discriminator, an excess of observed events with respect to the background-only hypothesis is found. The statistical significance of this excess corresponds to 3. 2 standard deviations at a mass of 125 GeV. The measured signal strength is compatible with the SM Higgs signal expectation. This result constitutes an evidence for a coupling between the scalar boson and leptons. Finally, a new strategy in the search for the MSSM Higgs bosons is presented in this thesis. It combines both the novel tau isolation technique and a new refined categorization based on the $$\tau_{h}$$ transverse momentum. With respect to the previous CMS public result (2013), the sensitivity of the analysis presented in this document is improved by more than 30%. This is equivalent to an increase of the total integrated luminosity by a factor 3 to 4. The interpretation of the model independent upper limits on the cross-section times branching ratio of the production process shows no significant excess over the Standard Model backgrounds
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Vannerom, David. "Search for new physics in the dark sector with the CMS detector: From invisible to low charge particles." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2019. https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/293380/4/thesis.pdf.
Full textAbstract:
The Standard Model of particle physics is the framework that describes all known phenomenaand interactions between elementary particles. It has proven to give outstanding results overthe years and was succesfully completed with the discovery of the Brout-Englert-Higgs boson in2012 by the ATLAS and CMS collaborations at CERN. However, several observations escape itsreach: the matter-antimatter asymmetry, the nature of Dark Matter or the quantization of theelectric charge. These are all examples of measured facts not explained by the Standard Modelformalism and that call for an extension to a Beyond the Standard Model (BSM) theory. In thisthesis, we have looked for evidence of new physics using proton-proton collision data producedby CERN’s Large Hadron Collider (LHC) at a center-of-mass energy of 13 TeV. Collected from2016 to 2018 by the CMS detector, it corresponds to an integrated luminosity of 136/fb .Afteran introduction to the theoretical context and the experimental tools, two analyses are presented.The first one is a search for Dark Matter particles recoiling against a jet and leaving the detectorunnoticed. With this ”monojet” analysis, we are able to exclude mediator masses up to 1.8TeV, and masses of Dark Matter particles up to 700 GeV. The second analysis is a search forfractionally charged particles. Using the fact that their stopping power is lower than StandardModel particles, we are able to exclude their existence up to masses of 765 GeV for a charge of2/3 e.Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Bélusca, Hermès. "Recherche de nouvelle physique au LHC à partir d'une théorie des champs effective pour le boson de Higgs." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS032/document.
Full textAbstract:
La découverte au LHC d'un boson scalaire possédant des propriétés fortement similaires à celles du boson de Higgs du Modèle Standard, indique certainement que l'acteur principal du mécanisme de la brisure de symétrie électrofaible a été trouvé. Cependant, plusieurs théories au-delà du Modèle Standard prédisent l'existence d'une particule similaire provenant d'un secteur plus riche. La mesure des propriétés du boson scalaire découvert nous permettra de savoir si celui-ci correspond ou non à la particule prédite par le Modèle Standard. Pour ce faire, nous utilisons une approche modèle-indépendante via le cadre d'une théorie des champs effective (TCE) pour le boson de Higgs, afin de paramétrer les déviations de ses couplages à la matière par rapport au Modèle Standard. Nous nous focalisons sur une théorie basée sur un Lagrangien effectif de dimension 6, qui inclut à la fois des opérateurs de Charge-Parité paire et impaire. Dans un premier temps nous tentons d'obtenir des contraintes sur une partie des coefficients effectifs de Wilson, pertinents pour la physique du boson de Higgs au LHC, en utilisant les dernières données de taux du Higgs provenant du Run-I des expériences ATLAS et CMS, ainsi que des données de précision électrofaibles du LEP, SLC et du Tevatron. Nous montrons que les données actuelles sont capables de contraindre de manière significative les opérateurs de CP paire ainsi que certains opérateurs de CP impaire du Lagrangien effectif. Dans un second temps nous étudions de possibles désintégrations exotiques du boson de Higgs, qui ne sont générées qu'en tant que conséquence des opérateurs effectifs de dimension 6 (générés par de la nouvelle physique inconnue) et non par le Modèle Standard seul. Les limites expérimentales actuelles nous permettent de placer des bornes supérieures sur ces opérateurs. Pour finir nous analysons certaines limitations de l'approche effective, par la comparaison de certains processus avec boson de Higgs à l'ordre des arbres dans la TCE, avec les prédictions pour les mêmes processus calculés à l'arbre et à une boucle, dans une classe simple d'extensions du Modèle Standard connue sous le nom de "Two-Higgs doublet models"The discovery at the LHC of a scalar boson, the properties of which are strongly similar to the ones of the Standard Model Higgs boson, certainly indicate that the main actor of the electroweak symmetry breaking mechanism was found. However, many beyond-the-Standard Model theories predict the existence of such a similar particle coming from a richer sector. Measuring the properties of the discovered scalar will tell us whether or not it is the same particle as the one predicted by the Standard Model. To this aim we use a model-independent approach through a Higgs Effective Field Theory (EFT) framework to parametrize the deviations of its couplings to matter from the Standard Model. We focus on a Higgs EFT framework based on a dimension-6 effective Lagrangian, including both CP-even and CP-odd operators. We first attempt at putting constraints on a part of the effective Wilson coefficients relevant for Higgs physics at the LHC, using the latest Higgs rates data from the Run-I of the ATLAS and CMS experiments, as well as electroweak precision data from LEP, SLC and Tevatron. We show that the current data is able to significantly constrain CP-even and some CP-odd operators of the effective Lagrangian. We then move on to the study of possible exotic Higgs decays, that can only be generated as a consequence of the effective dimension-6 operators (generated from unknown new physics) and not from within the Standard Model alone, and derive upper bounds on those operators given the present experimental limits. Finally we analyze some of the limitations of the effective approach by comparing predictions on some Higgs processes at tree-level in EFT with respect to predictions at tree and 1-loop level on the same processes computed in a simple class of Standard Model extensions known as "Two-Higgs doublet models"
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Zsoldos, Stephane. "Recherche d'un neutrino stérile avec l'expérience STEREO : construction du veto à muons et estimation du bruit de fond corrélé." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY047/document.
Full textAbstract:
La réévaluation théorique du flux d'antineutrinos émis par les réacteurs nucléaires a révélé un déficit de 6% entre le flux observé et le flux attendu. Cette anomalie des antineutrinos de réacteur est significative à 2.7 σ, et une possible interprétation de ce résultat est l'existence d'un état stérile léger du neutrino vers lequel les neutrinos pourraient osciller à très courte distance. Le projet STEREO présenté dans ce manuscrit a pour objectif de prouver ou d'infirmer l'existence d'une telle oscillation.L'expérience est installée près (~10 m) du cœur compact du réacteur de recherche de l'Institut Laue-Langevin (ILL) à Grenoble, France, qui produit un important flux d'antineutrinos électroniques avec une énergie comprise entre 1 et 10 MeV. Le volume utile du détecteur STEREO consiste en une structure de 2 m3 segmentée en six cellules identiques remplies de scintillateur liquide dopé au gadolinium et alignées dans la direction du cœur. La détection s'effectue à l'aide de la réaction beta-inverse.Cette configuration offre une excellente sensibilité à une éventuelle oscillation à courte distance en mesurant la distorsion relative du spectre des antineutrinos dans chaque cellule en fonction de l'énergie et de la distance.Les lignes expérimentales de faisceaux de neutrons de l'ILL produisent un fort bruit de fond qui a été caractérisé à l'occasion de plusieurs campagnes de mesure. Leur analyse a permis de valider le design des lourds blindages passifs installés autour du détecteur et de la zone d'installation pour modérer leurs effets sur l’expérience STEREO.De plus, un détecteur supplémentaire est installé au-dessus de STEREO pour signaler la présence d'un muon issu du rayonnement cosmique et définir un veto aux mesures physiques. Ces muons, lors de leur passage à travers les blindages du détecteur, peuvent produire des neutrons rapides capables d’imiter le signal attendu par les antineutrinos. Il est donc essentiel de définir un veto qui soit le plus efficace et homogène possible.Il prend la forme d'une cuve de 2.5 m3 remplie d'eau dont la détection est basée sur l’effet Tcherenkov. Cette lumière émise par le passage des muons est récoltée sur 20 tubes photomultiplicateurs répartis au-dessus de la cuve et un additif est rajouté dans l'eau pour améliorer la collection de lumière sur les photomultiplicateurs.Ce veto à muons couvre complètement le détecteur STEREO ainsi que ces blindagesL'étude de plusieurs configurations de ce veto à muons sous la forme de prototypes avant la construction de l'instrument final a permis de définir une méthode de déclenchement du signal pour les muons extrêmement efficace tout en conservant une sensibilité réduite aux autres particules. Ces nombreux tests ont par ailleurs permis la validation et l'optimisation de l'électronique développée pour l'expérience au LPSC qui est la même pour le détecteur STEREO et pour le veto à muons.Après avoir caractérisé le flux de muons sur place et l'efficacité du veto à muons, une simulation a été développée et a permis d'évaluer le nombre de faux événements dus à ces neutrons. Ainsi, ce résultat a confirmé les prérequis scientifiques de l'expérience, à savoir la capacité à sonder l'anomalie des antineutrinos de réacteur en 300 jours de données réacteur.Le détecteur est actuellement en place sur site et prévoit de livrer ses premiers résultats fin 2016The re-evaluation of the theoretical antineutrino flux emitted by nuclear reactors revealed a deficit of about 6% between the observed flux and the expected one. This so-called reactor antineutrino anomaly has a statistical significance of 2.7σ, and one possible explanation to this deficit could be the existence of a light sterile neutrino state into which reactor antineutrino oscillate at very short distances. The STEREO project, which will be presented in this thesis, aims to find an evidence of such oscillation.The measurement will take place at only few meters (~10 m) from the compact core of the Institut Laue-Langevin (ILL) research reactor in Grenoble, France, which provides a large flux of electron antineutrinos with an energy range from 1 to 10 MeV. The sensitive volume of the STEREO detector is 2m3 of organic liquid scintillator doped with Gadolinium, consisting of 6 cells stacked along the direction of the core and detecting anti-neutrinos via inverse beta decay.This setup will provide excellent sensitivity to short-baseline oscillations effects by precisely measuring any relative distortion of the antineutrino spectrum as a function of both energy and baseline.Close proximity to the reactor yield a high background environment from nearby experiments that is managed through heavy shielding surrounding the detector. Many measurements campaign has been performed to characterized this background and had allowed the improvement of the passive shielding design installed on-site.Moreover, an additional detector is settled above STEREO to tag the presence of an incoming cosmic muon and define a muon veto. These muons will produce fast neutrons during their interaction through the shieldings of STEREO and these neutrons can mimick the expected antineutrino signal. Therefore it is crucial to define the most efficient and homogenous veto to these muons.It consists of a tank of 2.5m3 of water detecting muons by their Cerenkov radiation. The light emitted is collected thanks to 20 photomultipliers positionned at the top of the tank and a chemical compound is added into the water to improve the light collection on the photomultipliers.This muon veto fully covers the STEREO detector along with its shieldings.Several configurations of the muon veto system using prototypes before the final instrumental has allowed to define a trigger system which allows an excellent efficiency to cosmic muons regarding a little sensitivity to others particles. These numerous tests were also used to check and optimize the dedicated electronics builded at LPSC, which is the same for both the STEREO detector and muon veto.After characterization of the muon flux on site and with respect to the muon veto efficiency, a simulation has been developped to evaluate the rate of fake antineutrino event expected from the muon-induced fast neutrons. Thus, this result has confirmed the scientific requirements of the experience, which is the ability to probe the reactor antineutrino anomaly in 300 days of reactor data.STEREO is at the moment being comissionned and will deliver his first results at the end of 2016
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Deutschmann, Nicolas. "Precision calculations in effective theories for Higgs production." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1142/document.
Full textAbstract:
Après une introduction générale, ce manuscrit contient deux chapitres préliminaires, l'un décrivant le contexte physique et l'autre les techniques mathématiques utilisées lors de cette thèse.Nous présentons ensuite les travaux développés au cours de cette thèse. Nous commençons par l'extraction de la correction du couplage de Yukawa du quark bottom dans la théorie effective du boson de Higgs par un calcul de correspondance à deux boucles entre cette théorie effective et le modèle standard. Cette correction était la pièce manquante pour l'amélioration de la prédiction de la section efficace de production du boson de Higgs en association avec deux quarks bottom.Les deux chapitres suivants couvrent différents aspects du calcul de la correction au deuxième ordre de la section efficace de production d'un boson de Higgs par fusion de gluon dans la théorie effective du modèle standard. Nous présentons d'abord le calcul des corrections virtuelles de ce processus et exploitons la structure établie des divergences ultraviolettes à une boucle et des divergences infrarouges pour extraire un contre terme à deux boucles qui nous a permis de renormaliser l'amplitude, que nous avons ensuite prolongé analytiquement aux régions physiques.Nous combinons alors ce résultat avec le calcul automatique des corrections par émission réelles par le logiciel Madgraph5_aMC@NLO, qui a permis l'intégration de la section efficace. Nous présentons les résultats pour la section efficace totale et deux distributions de variables cinématiques et commentons l'impact des corrections radiatives sur ces prédictionsAfter a general introduction, this manuscript presents two preliminary chapters, describing first the physics context and the mathematical techniques used in this thesis.We then present the work performed in this thesis. We start with extraction of the power-suppressed of the Yukawa coupling of the bottom quark in the Higgs Effective Field Theory (HEFT) by a two-loop matching calculation between the Standard Model and the HEFT. This correction was the missing piece to improve the prediction of the production cross section of a Higgs boson in association to a pair of bottom quarks.The two next chapters present different aspects of the NLO corrections to Higgs boson production through gluon fusion in the standard model effective field theory. We first present the evaluation of the virtual corrections to this process and use the known one-loop ultraviolet and infrared divergence structure to extract a two-loop counterterm that allowed us to renormalize the amplitude, which we then analytically continued to the physical regions.We then combine this result with the automatic calculation of the real emission corrections in the program Madgraph5_aMC@NLO. The results are presented for the total cross section and differential distributions and comment on the effect of radiative corrections on these predictions
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Quevillon, Jérémie. "Higgs Physics Beyond the Standard Model." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01070196.
Full textAbstract:
On the 4th of July 2012, the discovery of a new scalar particle with a mass of order 125 GeV was announced by the ATLAS and CMS collaborations. An important era is now opening: the precise determination of the properties of the produced particle. This is of extreme importance in order to establish that this particle is indeed the relic of the mechanism responsible for the electroweak symmetry breaking and to pin down effects of new physics if additional ingredients beyond those of the Standard Model are involved in the symmetry breaking mechanism. In this thesis we have tried to understand and characterize to which extent this new scalar field is the Standard Model Higgs Boson and set the implications of this discovery in the context of Supersymmetric theories and dark matter models.In a first part devoted to the Standard Model of particle physics, we discuss the Higgs pair production processes at the LHC and the main output of our results is that they al-low for the determination of the trilinear Higgs self-coupling which represents a first important step towards the reconstruction of the Higgs potential and thus the final verifica-tion of the Higgs mechanism as the origin of electroweak symmetry breaking.The second part is about Supersymmetric theories. After a review of the topics one of our result is to set strong restrictions on Supersymmetric models after the Higgs discov-ery. We also introduce a new approach which would allow experimentalists to efficiently look for supersymmetric heavy Higgs bosons at current and next LHC runs.The third part concerns dark matter. We present results which give strong constraints on Higgs-portal models. We finally discuss alternative non-thermal dark matter scenario. Firstly, we demonstrate that there exists a tight link between the reheating temperature and the scheme of the Standard Model gauge group breaking and secondly we study the genesis of dark matter by a Z' portal.
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Teyssier, Daniel. "Recherche du boson de Higgs standard et non-minimal à LEP2 dans l'expérience L3." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00001929.
Full textAbstract:
Cette thèse effectuée au sein du groupe Higgs de la collaboration L3 porte sur la recherche d'une signature Higgs, pour des énergies dans le centre de masse comprises entre 192 et 209 GeV, constituant l'un des enjeux majeurs à LEP2. Elle consiste en une contribution aux analyses recherchant le boson de Higgs du Modèle Standard, particuliérement dans le canal "deux jets plus énergie manquante". L'état final pour ce canal, noté H_nu_nubar, est caractérisé par la production d'une paire de quarks b issus du boson de Higgs, et d'une paire de neutrinos issus du boson Z, pour le processus dominant de Higgs-Strahlung. La limite inférieure observée, obtenue avec ce seul canal H_nu_nubar, est de 96 GeV à un niveau de confiance de 95%.De plus, les recherches de production de scalaires neutres sont développées, dans les modèles généraux à deux doublets de Higgs de type II, au moyen d'une analyse dite "indépendante de saveur". On présente aussi les recherches concernant le boson de Higgs "invisible", où le boson Z se désintègre en une paire de fermions et le boson de Higgs en particules indétectables. L'utilisation de ces derniers résultats permet de contraindre les paramètres des modèles supersymétriques minimaux non-universels (sans unification de masse des jauginos).
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Meideck, Thomas. "Recherche de dimensions supplémentaires dans l'état final diphoton avec le détecteur ATLAS à 13 TeV." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAY036.
Full textAbstract:
Dans le contexte de la Physique des Particules, la naturalité du Modèle Standard est une question qui fait débat. En effet, en l'absence de nouveaux phénomènes, le domaine de validité du Modèle Standard doit s'étendre jusqu'à l’échelle de Planck où la gravité quantique joue un rôle important. La différence en énergie entre l’échelle de Planck et l’interaction électrofaible est énorme (17 ordres de grandeur) ce qui est connu sous le nom de problème de la hiérarchie et constitue un problème de naturalité du Modèle Standard de la Physique des Particules. Une solution à ce problème serait l'ajout de dimensions spatiales supplémentaires.Cet ajout de dimensions supplémentaires entraîne l’introduction de nouvelles particules : les excitations du graviton, qui peuvent se désintégrer en 2 photons. La production de gravitons peut donc être observée dans des collisionneurs de hautes énergies notamment au LHC, en analysant les collisions proton-proton donnant un état final en 2 photons.L'analyse en diphoton, avec le détecteur ATLAS, avec une énergie dans le centre de masse de 13 TeV, permet d'explorer un intervalle en masse de détection d’environ 500 GeV à 7 TeV où pourraient se révéler des signatures de dimensions spatiales supplémentaire. Le challenge principal de l’analyse est de réaliser une bonne estimation de la composante du Modèle Standard dans les événements diphotons reconstruits par ATLAS. Cette analyse permet alors, en cas de compatibilité des données avec le Modèle Standard, d’améliorer sensiblement les limites d’exclusion sur les paramètres des modèles de dimensions supplémentairesIn the context of particle physics, the naturalness of the Standard Model is still under discussion. In the absence of any new phenomena, the Standard Model should remain valid up to the Planck energy scale where quantum gravity plays an important role. The difference in energy between the electroweak interaction and the Planck scale is huge (17 orders of magnitude), which is known as the hierarchy problem and constitutes a naturalness issue for the Standard Model.A solution to this problem is the addition of additional space dimensions. This addition of space dimensions leads to the introduction of new particles which are graviton excitations and can decay into two photons. It might be possible toobserve graviton production at high energy colliders, especially at the LHC with the collision of proton-proton and looking at 2 photons in the final state.The diphoton analysis, with the ATLAS detector with an energy in the center of mass of 13 TeV, allows to probe a mass interval from 500 GeV to 7 TeV, where signatures of additional space dimensions, if they exist, can be studied. The main challenge of the analysis is to perform a good estimation of the SM contribution to signal. To perform this, it is necessary to discriminate true photons from misidentified jets or electronic noise. In the case of compatibility between data and the SM, this analysis allows to increase significantly the exclusion limits of the parameters of theadditional space dimensions model
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Hebinger, Jeremy. "Phénoménologie des mésons B à la recherche d'un signal au-delà du modèle standard." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS260/document.
Full textAbstract:
Durant les dernières décennies, la désintégration induite par une boucle $b o sgamma$, a attiré beaucoup d'attention à cause de sa sensibilité potentielle à la nouvelle physique. Dans le model standard, les transitions $b o sgamma_{L(R)}$ et $overline{b} o overline{s}gamma_{R(L)}$ sont proportionnelles aux coefficients de Wilson $C_7(C'_7)$.La désintégration $B o Kpipigamma$ offre à travers l'analyse angulaire un observable P impaire ($lambda$) et à traversle mélange $B-overline{B}$ un observable CP impaire ($S_{ho Kgamma}$) tous deux étants sensibles au rapport $C'_7/C_7approx m_s/m_b$. La difficulté principale étant que $lambda$ et $S_{ho Kgamma}$ sont accompagnés par un facteur de dilution provenant de la désintégration forte. Ce travail est centré sur l'éstimation et la modélisation de ces facteurs de dilution. La transition $B o Kpipigamma$ se produit en tant quetrois désintégrations successives.La transition faible $B o K_{res}gamma$ est suivie par la désintégration forte en trois corps de la résonance kaonic $K_{res} o Kpipi$ via trois états intermediaires distincts $ho K$, $K^*pi$ et $kappapi$.L'observable $S_{ho Kgamma}$ est accessible avec l'état final $K^0pi^+pi^-gamma$, mais la présence de $K^{*pm}pi^mp$ et $kappa^pmpi^mp$, n'étants pas état propre de CP, induit le facteur de dilution $D$.Pour résoudre ce problème, nous dérivons l'expression de $D$ en fonction des ondes partielles $ho K$, $K^*pi$ et $kappapi$ et en incluant les résonances kaonic $K_1(1270/1400), K^*(1410)$ et $K_2^*(1430)$. Afin de calculer le facteur de dilution, les ondes partielles peuvent être extraites avec l'état final $K^{pm}pi^{mp}pi^{pm}gamma$, où la sensibilité expérimentale est plus élevée. Ensuite, nous proposons une nouvelle méthode, indépendante du model, pour déterminer $D$, qui consiste a extraire le facteur de dilution independamment de $S_{ho Kgamma}$ en utilisant des états finaux avec un pion neutre tels que $K^+pi^-pi^0gamma$. En exploitant des données existantes avec $m_{Kpipi} <1.8;$GeV$/c^2$, nous obtenons $D=0.92pm0.17$.Lorsque l'on considère juste $K_1(1270/1400)$ et $K^*(1410)$, $lambda$ peut être extrait de la distribution angulaire and de Dalitz avec une précision de l'ordre de $pm 10%$ pour un echantillon de $5.10^3$ évènements générés à l'aide de la méthode Monté Carlo. Mais cela demande une bonne connaissance de différentes quantités importantes pour la désintégration forte telles que l'angle de mélange de $K_1$, les rapports de branchement individuel $B o K_{res}gamma$ et les phases relatives. Nous montrons que certains de ces paramètres et $lambda$ peuvent être simultanément ajustés avec une perte de précision de juste quelques pourcents. Puis nous dérivons comment, en utilisant seulement la distribution angulaire, il est possible d'annuler partiellement les contributions provenants de la désintégration forte afin d'obtenir une limite inférieure pour $|lambda|$Over the last decades, the loop induced decay $b o sgamma$ has attracted a considerable amount of attention due to its potential sensitivity to new physics. In the standard model, the processes $b o sgamma_{L(R)}$ and $overline{b} o overline{s}gamma_{R(L)}$ are proportional to the Wilson coefficients $C_7(C'_7)$. The decay $B o Kpipigamma$ provides via angular analysis a parity odd observable ($lambda$) and via $B-overline{B}$ mixing a CP odd observable ($S_{ho Kgamma}$) both sensitive to the ratio $C'_7/C_7approx m_s/m_b$. The main issue is that both $lambda$ and $S_{ho Kgamma}$ are accompanied by a dilution factor originating from the strong decay. This work is focused on the estimation and modelisation of those dilution factors.The transition $B o Kpipigamma$ occurs as three subsequent decays. The weak process $B o K_{res}gamma$ is followed by the strong 3-body decay of the kaonic resonance $K_{res} o Kpipi$ via three distinct intermediate states $ho K$, $K^*pi$ and $kappapi$.The observable $S_{ho Kgamma}$ is accessible with the final state $K^0pi^+pi^-gamma$, but the presence of non CP eigenstates $K^{*pm}pi^mp$ and $kappa^pmpi^mp$ induce the dilution factor $D$.To deal with this inconvenience, we derive the expression of $D$ in terms of the partial waves $ho K$, $K^*pi$ and $kappapi$ and including the koanic resonances $K_1(1270/1400), K^*(1410)$ and $K_2^*(1430)$. The partial waves can then be fitted using the final state $K^{pm}pi^{mp}pi^{pm}gamma$, where the experimental sensitivity is higher, in order the compute the dilution factor. Then we propose a new model independent method to determine $D$, which consist in extracting the dilution factor independently of $S_{ho Kgamma}$ using final states with one neutral pion such as $K^+pi^-pi^0gamma$. Exploiting existing data with $m_{Kpipi} <1.8;$GeV$/c^2$, we obtained $D=0.92pm0.17$.When considering only $K_1(1270/1400)$ and $K^*(1410)$, fitting the angular and Dalitz plot distribution allows to extract $lambda$ with an accuracy of the order of $pm 10%$ for a sample of $5.10^3$ Monte Carlo generated events. But this require a good knowledge of different quantities of importance in the strong decay such as the $K_1$ mixing angle, individual $B o K_{res}gamma$ branching ratios and relative phases. We show that some of those parameters can simultaneously fitted with $lambda$ with a loss of accuracy of just a few percent. We derive how, using only the angular distribution, one can partially cancel contribution from the strong decay and obtain a lower bound on $|lambda|$
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Andrea, Jérémy. "Mesure de la section efficace de production de paires de quarks top dans l'expérience CMS au LHC." Strasbourg, 2009. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2009/ANDREA_Jeremy_2009.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude de la mesure de la section efficace de production de paire de quarks top-antitop dans l'expérience CMS au démarrage du LHC. Cette mesure constituera l’un des premiers tests du Modèle Standard menés au LHC car à cette énergie de collision la production attendue de quarks top est abondante. L'état final considéré est le canal di-leptons constitué de deux leptons isolés (électrons et/ou muons issus de la désintégration de bosons W) émis à grande impulsion transverse, d'une grande énergie transverse manquante due aux neutrinos associés et de deux jets de quark beau. Les jets de quark beau sont identifiés à l'aide d'algorithmes dédiés, tels que la méthode de "probabilité par jet" qui utilise le paramètre d'impact des traces de particules chargées pour calculer leur probabilité de provenir du vertex primaire. Une procédure de calibration de cet algorithme a été mise en œuvre. Pour l'ensemble des algorithmes d'identification des jets de quark beau, des méthodes ont été élaborées pour estimer leur efficacité et le taux de mauvaise identification à partir de données "réelles". La précision sur ces mesures d'efficacité a été estimée pour des luminosités intégrées croissantes. Une sélection simple et robuste des événements top-antitop est présentée, qui prend en compte les effets de désalignement et de calibration des détecteurs au démarrage du LHC. Une méthode originale d'estimation des bruits de fond instrumentaux à l'aide des données a été développée. En évaluant les principales incertitudes systématiques, la précision sur la mesure de la section efficace de production de paire de quarks top-antitop a été estimée pour une luminosité intégrée de 100 pb-1. Finalement, afin de préparer l'analyse des premières données, les muons enregistrés pendant la prise de données cosmiques de 2008 ont été étudiés et l’efficacité de reconstruction des traces associées dans le trajectographe au silicium de CMS a pu être mesurée pour la première foisThe main subject of this thesis work aims to measure the top quark pair cross section in the CMS experiment at the beginning of the LHC. This measurement will be one of the first Standard Model tests to be performed, thanks to the high top-antitop cross section foreseen at LHC collision energy. The considered final state is the di-leptonic channel, constituted of two isolated leptons (electrons and/or muons coming from the decay of W bosons) with high transverse momentum, a large missing transverse energy (mainly due to the associated production of two neutrinos) and two b quark jets. The b quark jets are identified by means of dedicated algorithms such as the “Jet Probability” algorithm which uses the impact parameter significance of tracks to compute their probabilities to come from the primary vertex. A procedure to calibrate this algorithm was set up. For all the lifetime based b-tagging algorithms, data driven methods to estimate the b-tagging efficiency as well as mis-tagging rate were developed. The precisions of these methods were estimated for increasing integrated luminosities. A simple and robust selection of top-antitop events is presented in this thesis. Misalignment and miscalibration effects at LHC start-up were taken into account. An original data-driven method for background estimate was developed. Taking into account the main systematic uncertainties, the precision of the top-antitop pair cross section measurement was estimated for an integrated luminosity of 100 pb-1. Finally, to prepare the data analysis, muons that were detected during the cosmic data taking runs (in 2008) have been studied and the track reconstruction efficiency from the CMS silicon tracker was measured for the first time
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Kivernyk, Oleh. "Measurement of the W boson mass with the ATLAS detector." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS590/document.
Full textAbstract:
Cette thèse décrit une mesure de la masse du boson W avec le détecteur ATLAS. La mesure exploite les données enregistrées par ATLAS en 2011, a une énergie dans le centre de masse de 7 TeV et correspondant à une luminosité intégrée de 4.6 inverse femtobarn. Les mesures sont faites par ajustement aux données de distributions en énergie transverse des leptons charges et en masse transverse du boson W obtenues par simulation, dans les canaux électron et muon, et dans plusieurs catégories cinématiques. Les différentes mesures sont en bon accord et leur combinaison donne une valeur de m_W = 80371.1 ± 18.6 MeV. La valeur mesurée est compatible avec la moyenne mondiale des mesures existantes, m_W = 80385 ± 15 MeV, et l'incertitude obtenue est compétitive avec les mesures les plus précises réalisées par les collaborations CDF et D0This thesis describes a measurement of the W boson mass with the ATLAS detector based on the data-set recorded by ATLAS in 2011 at a centre-of-mass energy of 7 TeV, and corresponding to 4.6 inverse femtobarn of integrated luminosity. Measurements are performed through template fits to the transverse momentum distributions of charged leptons and to transverse mass distributions of the W boson, in electron and muon decay modes in various kinematic categories. The individual measurements are found to be consistent and their combination leads to a value of m_W = 80371.1 ± 18.6 MeV. The measured value of the W boson mass is compatible with the current world average of m_W = 80385 ± 15 MeV. The uncertainty is competitive with the current most precise measurements performed by the CDF and D0 collaborations
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Daussy-Renaudin, Victor. "Probing Lepton Flavour Universality through semitauonic Λb decays using three-pions τ-lepton decays with the LHCb experiment at CERN." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS335/document.
Full textAbstract:
L'étude de l'universalité de la saveur des leptons est actuellement un sujet prometteur pour tester la présence de contributions de nouvelle physique dans des processus décrits par le Modèle Standard. Les mesures de désintégrations semitauoniques sont particulièrement intéressantes car de possibles couplages de nouvelle physique au lepton τ pourraient être accrus par rapport aux deux autres leptons du fait de sa masse. Les mesures expérimentales des rapports de branchement des désintégrations B->D*τν et B->Dτν sont présentement en tension avec les prédictions théoriques à la hauteur de 3.78σ. De nouvelles mesures ainsi que l'étude de nouveaux canaux sont ainsi indispensables pour comprendre l'origine de ce désaccord. Le travail présenté dans cette thèse décrit l'utilisation d'une nouvelle technique pour reconstruire le lepton τ via sa désintégration en trois pions et son usage pour mesurer des rapports de rapports de branchements pour deux désintégrations B->D*τν et Λb->Λcτν par rapport aux mêmes désintégrations impliquant des muons. Ces rapports sont respectivement dénommés R(D*) et R(Λc). R(D*) est mesuré en utilisant les 3 fb⁻¹ de collisions proton-proton collectées par le détecteur LHCb pendant le Run1 du LHC à une énergie dans le centre de masse de 7 et 8 TeV via la reconstruction du τ en trois pions. Le résultat obtenu R(D*⁻) = 0.291 ± 0.019(stat) ± 0.026(syst) ± 0.013(ext) est compatible avec la prédiction du Modèle Standard à 1σ près tout en étant cohérent avec les mesures précédemment effectuées. Sa précision permet aussi de conforter le désaccord entre la combinaison des mesures et la prédiction théorique. Ces mêmes données sont aussi analysées dans cette thèse afin d'étudier la désintégration Λb->Λcτν observée pour la première fois avec une significance de 5.7σ. Les incertitudes statistiques et systématiques sont aussi estimées et R(Λc) peut s'écrire R(Λc) = X*(1 ± 0.105(stat) ± 0.162(syst) ± 0.12(ext)) avec la valeur centrale encore masquée à ce jourProbing Lepton Flavour Universality has been recently a very promising topic to test for the presence of New Physics contributions in Standard Model processes. Measurements involving semitauonic decays are interesting as potential New Physics couplings to the τ-lepton could be enhanced with respect to the two other leptons due to its mass. Experimental measurements of B->D*τν and B->Dτν branching fractions are currently in tension with theoretical predictions at the 3.78σ level. Both precise measurements and analyses of new channels are thus required to understand the source of this disagreement. The work presented in this thesis describes the use of a new technique to reconstruct τ-lepton using its decay into three pions and its use to measure ratios of branching fractions for two decays B->D*τν and Λb->Λcτν with respect to the same decays involving a muon, these ratios are referred to as R(D*) and R(Λc). Using the 3 fb⁻¹ of proton-proton collisions recorded by the LHCb detector during the LHC Run1 at a centre-of-mass energy of 7 and 8 TeV, R(D*) was measured using the three-pions reconstruction for the τ to be R(D*⁻) = 0.291 ± 0.019(stat) ± 0.026(syst) ± 0.013(ext) This result is compatible with the Standard Model expectation at the 1σ level and is consistent with previous measurements. Its precision is able to slightly enforce the disagreement between the combination of the measurements with the theoretical prediction. The same dataset is also analysed in this thesis to study the Λb->Λcτν decay which is observed for the first time with a significance of 5.7σ. Both statistical and systematic uncertainties were estimated and R(Λc) can then be expressed as R(Λc) = X*(1 ± 0.105(stat) ± 0.162(syst) ± 0.12(ext)) with its central value remaining blind at the moment
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Mulet-Marquis, Cédric. "Recherche de particules supersymétriques dans le cadre du modèle standard supersymétrique minimal avec violation de la R-parité par des opérateurs [lambda]'ijkLiQjDk auprès du détecteur DELPHI au LEP du CERN." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10203.
Full textAbstract:
Une recherche de particules supersymetriques dans le cadre du modele standard supersymetrique minimal avec violation de la r-parite par des operateurs trilineaires lambda i j kl iq jd k a ete effectuee en analysant les donnees collectees dans le detecteur delphi du lep a 184 et 189 gev d'energie dans le centre de masse. Les productions de paires de neutralinos, de charginos et de smuons sont traitees dans ce travail. Les hypotheses suivantes sont faites : un des couplages lambda i j k est dominant, le neutralino le plus leger est la particule supersymetrique la plus legere et son temps de vie negligeable. Aucun exces d'evenements par rapport aux previsions du modele standard n'a ete mis en evidence. Ceci permet de donner une limite inferieure de 30 gev/c 2 sur la masse du neutralino le plus leger, de 89 gev/c 2 sur celle du chargino le plus leger, et de 78 gev/c 2 sur celle du smuon, partenaire supersymetrique du muon droit.
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Khandoga, Mykola. "Calibration of electron shower shapes, hadronic recoil reconstruction using deep learning algorithms and the measurement of W boson transverse momentum distribution with the ATLAS detector." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03143181.
Full textAbstract:
La première partie de la thèse contient une description de la méthode d'étalonnage du calorimètre électromagnétique, corrigeant les différences entre les données et la simulation pour ce qui concerne le développement des cascades électromagnétiques dans le calorimètre. La méthode améliore l'identification des électrons et réduit l'incertitude systématique associée. La majeure partie de la thèse est consacrée à la mesure précise du spectre en impulsion transverse (pT) du boson W à l'aide des données collectées par l'expérience ATLAS à des énergies dans le centre de masse de 5 et 13 TeV lors de deux prises de données spéciales, à faible taux d’empilement, en 2017 et en 2018. La motivation pour la mesure précise du spectre en impulsion transverse du boson W est double. Premièrement, elle sert de test pour les prédictions théoriques obtenues dans le cadre du Modèle Standard et permet de comparer les performances des générateurs Monte-Carlo (MC). La deuxième raison est que ce spectre est un ingrédient à la mesure de la masse du boson W, qui est un paramètre du Modèle Standard. L'utilisation de données à faible taux d'empilement permet de réduire significativement l'incertitude systématique due au recul hadronique et améliore de ce fait la précision sur la mesure du spectre. La thèse décrit la méthodologie de la mesure du spectre en pT du boson W ainsi que les étalonnages appliqués, les corrections et les incertitudes associées. Le résultat final est obtenu à partir du recul hadronique mesuré à l'aide d'une procédure de déconvolution des effets de détecteur et est comparé aux prédictions théoriques obtenues avec différents générateurs Monte-Carlo. Une méthode alternative pour la reconstruction du recul hadronique, avec l'utilisation de réseaux neuronaux profonds est proposée dans la thèse. Il y est montré que cette méthode améliore la résolution du recul hadronique mesuré d'environ 10% dans la région la plus pertinente, de faible pT. Les observables obtenus par cette approche améliorent la sensibilité à la masse du boson WThe initial part of the thesis contains the description of the method for electromagnetic calorimeter calibration, correcting for the Data-MC discrepancy in the development of the electromagnetic showers in the calorimeter. The method improves electron identification and reduces the associated systematic uncertainty.The major part of the thesis is dedicated to the precise measurement of the W boson transverse spectrum using the data, collected by the ATLAS experiment at the energies of 5 and 13 TeV during two special low pile-up runs in 2017 and 2018. The motivation for the precise measurement of the W boson transverse spectrum is twofold. First, it serves as a test for the theoretical predictions obtained within the Standard Model and allows to benchmark the performance of the Monte-Carlo (MC) generators. The second reason is because the W pT spectrum is an input component for the measurement of the W boson mass which is a Standard Model parameter. The use of low pile-up data allows to significantly reduce the hadronic recoil systematic uncertainty improving the precision of the spectrum measurement. The thesis describes the methodology of the W boson pT spectrum measurement as well as the imposed calibrations, corrections and the associated uncertainties. The final result is obtained from the measured hadronic recoil using an unfolding procedure and is compared to the theoretical predictions obtained with different Monte-Carlo generators. An alternative method for the hadronic recoil reconstruction with the use of deep neural networks is proposed in the thesis. The method is shown to improve the resolution of the measured hadronic recoil by about 10% in the most relevant region of low pT. The observables obtained using approach improve the sensitivity to the mass of the W boson