1 Etude du quark top à l`aide des premières - NPAC

Titre de la thèse :
1 Etude du quark top à l’aide des premières données du
détecteur Atlas installé auprès du collisionneur proton-
proton LHC au CERN
Spécialité NPAC
Laboratoire et adresse : Dapnia/SPP
CEA-Saclay 91191 Gif-sur-Yvette Cedex
Groupe : Atlas
Adresse site web : http://atlasexperiment.org/
Directeur de thèse et coordonnées : Jean-Pierre Meyer
01 69 08 44 86
[email protected]
Lieu du travail: Saclay
Déplacements éventuels : Cern
Collaborations : Atlas
Thème de recherche : Physique des particules (LHC)
Sujet et nature du travail proposé : Dans l’hypothèse d’une thèse débutant à l'automne 2007,
le travail de la première année de thèse consistera à participer à la mise en opération du
détecteur, à se familiariser avec les outils informatiques tels que la grille de calcul, les outils
de la communauté de la physique des hautes énergies en général et de la collaboration Atlas
en particulier. L’étudiant va s’intégrer dans l’équipe existante travaillant sur la mesure de la
masse du quark top dans le canal semi-leptonique pp --> ttbar suivi d’une désintégration
leptonique de l’un des quarks top et d’une désintégration hadronique de l’autre. Avec une
section efficace de production de paire ttbar de 833 pb et un rapport de branchement de
l’ordre de 45% dans le mode semi-leptonique, la première année de données devrait déjà
permettre d’atteindre une précision statistique sur la masse du quark top inférieure à
l’incertitude systématique. Le travail principal des deux dernières années de la thèse sera donc
plus particulièrement consacré à l’étude des erreurs systématiques dominées par l'étalonnage
de l’énergie des jets.

Titre de la thèse :
2 Etude du potentiel de physique d'un détecteur de vertex
déplacés auprès de l'ILC
Spécialité NPAC
Laboratoire et adresse : Dapnia/SPP
CEA-Saclay 91191 Gif-sur-Yvette Cedex
Groupe : ILC
Adresse site web : http://www.linearcollider.org/cms/
Directeur de thèse et coordonnées : Pierre Lutz
01 69 08 39 47
[email protected]
Lieu du travail: Saclay
Déplacements éventuels :
Collaborations : IReS (Strasbourg)
Thème de recherche : Physique des particules (ILC)
Sujet et nature du travail proposé :
L'ILC (sigle pour International Linear Collider) est le projet d'accélérateur choisi par
l'ensemble de la communauté internationale comme devant être le prochain (après le LHC)
grand instrument pour la physique expérimentale des particules. La physique des particules
auprès des collisionneurs nécessite l'usage de détecteurs spécialisés dans la recherche de
vertex déplacés, très près du point d'interaction, qui permet de signer la présence de quarks
lourds. L'etude proposée est de voir, grâce à des simulations détaillées, les possibilités d'un tel
detecteur et leur impact sur les analyses de physique, dans le cas du futur International Linear
Collider. L'exemple de la mesure du couplage trilinéaire du boson de Higgs sera
particulièrement détaillé.

Titre de la thèse :
3 Caractérisation d’un détecteur Micromegas de nouvelle
conception. Etude des oscillations des neutrinos avec
l’expérience T2K
Spécialité NPAC
Laboratoire et adresse : Dapnia/SPP
CEA-Saclay 91191 Gif-sur-Yvette Cedex
Groupe : Neutrinos faisceaux
Adresse site web : http://neutrino.kek.jp/jhfnu/
Directeur de thèse et coordonnées : Marco Zito
01 69 08 38 19
[email protected]
Lieu du travail: Saclay
Déplacements éventuels : Cern, Canada, Japon
Collaborations : T2K
Thème de recherche : Physique des particules - Neutrinos
Sujet et nature du travail proposé :
Selon les dernières théories de la lepto-genèse, la violation de la symétrie CP dans les
interactions des neutrinos pourrait expliquer l’asymétrie baryons-antibaryons qu’on observe
dans l’univers actuel. C’est notamment pour cette raison que les neutrinos font l’objet d’un
intense effort expérimental visant à mesurer avec précision la matrice de mélange PMNS,
analogue dans le domaine des neutrinos de la matrice CKM. L’expérience T2K au Japon (date
de démarrage, avril 2009) vise à mesurer l’angle theta_13 de cette matrice, première étape
vers une mesure de la violation de CP dans ce domaine.
Evoluant au sein d’une grande collaboration internationale (Europe, USA, Canada, Japon), le
doctorant jouera un rôle de premier plan dans les études et la caractérisation du détecteur
Micromegas pour les grandes TPC (chambre à échantillonnage temporel) du détecteur proche
de T2K. Il s’agit d’un détecteur micro-pattern très innovant qui pourrait remplacer les
chambres à fils.
Parallèlement à l’acquisition et à l’analyse des données de test, le doctorant développera les
logiciels de simulation et reconstruction de la TPC et les utilisera afin d’étudier la sensibilité
de T2K pour la mesure de theta_13.
Outils : C++, ROOT, GEANT4, Minuit, programmation orientée-objet
Déplacements : Cern, Canada (test de TPC), Japon (réunions de la collaboration).

Titre de la thèse :
4 Caractérisation d’un détecteur Micromegas de nouvelle
conception. Etude des oscillations des neutrinos avec
l’expérience T2K
Spécialité NPAC
Laboratoire et adresse : Dapnia/SPP
CEA-Saclay 91191 Gif-sur-Yvette Cedex
Groupe : Neutrinos faisceaux
Adresse site web :
Directeur de thèse et coordonnées : Marco Zito
01 69 08 38 19
[email protected]
Lieu du travail: Saclay
Déplacements éventuels : Cern, Canada, Japon
Collaborations : T2K
Thème de recherche : Physique des particules - Neutrinos
Sujet et nature du travail proposé :
Selon les dernières théories de la lepto-genèse, la violation de la symétrie CP dans les
interactions des neutrinos pourrait expliquer l’asymétrie baryons-antibaryons qu’on observe
dans l’univers actuel. C’est notamment pour cette raison que les neutrinos font l’objet d’un
intense effort expérimental visant à mesurer avec précision la matrice de mélange PMNS,
analogue dans le domaine des neutrinos de la matrice CKM. L’expérience T2K au Japon (date
de démarrage, avril 2009) vise à mesurer l’angle theta_13 de cette matrice, première étape
vers une mesure de la violation de CP dans ce domaine.
Evoluant au sein d’une grande collaboration internationale (Europe, USA, Canada, Japon), le
doctorant jouera un rôle de premier plan dans les études et la caractérisation du détecteur
Micromegas pour les grandes TPC (chambre à échantillonnage temporel) du détecteur proche
de T2K. Il s’agit d’un détecteur micro-pattern très innovant qui pourrait remplacer les
chambres à fils.
Parallèlement à l’acquisition et à l’analyse des données de test, le doctorant développera les
logiciels de simulation et reconstruction de la TPC et les utilisera afin d’étudier la sensibilité
de T2K pour la mesure de theta_13.
Outils : C++, ROOT, GEANT4, Minuit, programmation orientée-objet
Déplacements : Cern, Canada (test de TPC), Japon (réunions de la collaboration).

Titre de la thèse :
5 Recherches des oscillations de neutrinos dans les
premières données de l'expérience Double Chooz
Spécialité NPAC
Laboratoire et adresse : Dapnia/SPP
CEA-Saclay 91191 Gif-sur-Yvette Cedex
Groupe : Double Chooz
Adresse site web : http://doublechooz.in2p3.fr/
Directeur de thèse et coordonnées : Thierry Lasserre
01 69 08 36 49
[email protected]
Lieu du travail: Saclay
Déplacements éventuels : Chooz
Collaborations : Double Chooz
Thème de recherche : Physique des particules - Neutrinos
Sujet et nature du travail proposé :
L’expérience Double Chooz (http://doublechooz.in2p3.fr/) est destinée à la mesure du dernier
paramètre de la matrice de mélange des neutrinos : l’angle θ13.
Cette mesure suscite depuis quelques années l’intérêt de la communauté des physiciens des
particules car, outre son intérêt fondamental, elle ouvrira la voie à l’étude de la violation de
CP dans le secteur des leptons.
Double Chooz est une expérience d’une centaine de physiciens répartis dans une trentaine
d’instituts. C'est une collaboration internationale regroupant la France, l'Allemagne,
l'Espagne, les Etats-Unis, le Japon, le Royaume-Uni, et la Russie.
La collaboration commencera la construction de l'expérience sur site dès 2007. Deux
détecteurs de neutrinos identiques seront successivement installés près de la centrale nucléaire
de Chooz, dans les Ardennes. L’installation est prévue pour durer 9 mois par détecteur. Le
premier détecteur, situé à 1 km des cœurs de la centrale, devrait prendre des données au début
de l’année 2008. En quelques mois il fournira déjà le meilleur résultat mondial sur θ13. Ces
résultats seront ensuite considérablement améliorés après la construction du détecteur proche
à 280 m des cœurs de la centrale.
La mesure est fondée sur la comparaison précise des flux et spectres d ‘énergie des neutrinos
à deux distances différentes des cœurs de la centrale nucléaire (1 km et 280 m). Il s’agit de
détecteurs cylindriques d’environ 7 mètres de diamètre et de 7 mètres de hauteur. Ces
détecteurs ont une structure en pelure d’oignon et contiennent une cible centrale remplie de