ThesesLPSC

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Thèses proposées par le LPSC
pour débuter en 2009
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•Arnaud Lucotte : Mesure des sections efficaces
de production de quarks top et recherche de
bosons de Higgs chargés
•Julien Donini : Mesure de la section efficace de
production de single-top dans la voie t avec les
premières données
•Fabienne Ledroit : Recherche de nouveaux bosons
de jauge

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Production de top
s-channel
σNLO = 11 pb
Wt
σNLO = 66 pb
En paires
Single
σNLO = 246 pb
t-channel
Arnaud
Canal leptonique
Julien
Canal semileptonique
En cours
Canal semileptonique
Carole Weydert, 2011

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Z’, W’
-
Z’ W’ e+
Fabienne
Canal electronique

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Candidats / Financement
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•ttbar+Wt (Arnaud) : candidat=oui,
pas de financement spécial
•single top (Julien) : candidat=oui,
financement=bourse France-Chine (à confirmer)
•Z’/W’ (Fabienne) : candidat=oui,
pas de financement spécial

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Résumé thèse ttbar+Wt
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L'experience ATLAS est une des quatre experiences situees sur le collisionneur proton-proton de 27 km de
circonference du CERN. Cette experience a pour principal objectif l'etude du mecanisme de generation des masses des
particules, encore inconnu a ce jour. Le LHC est vraisemblablement le premier endroit qui apportera une reponse a
cette question. En effet, les collisions se produiront a une energie de 14 TeV dans le centre de masse de la collision
proton-proton, ce qui devrait permettre l'apparition de particules trop lourdes pour avoir ete vues directement dans
les autres experiences de hautes energies; de plus les collisions auront lieu a haute luminosite, ce qui permettra
l'observation de processus rares. Plusieurs modeles de generation des masses sont disponibles. Le modele standard des
interactions electro-faibles prevoit l'existence d'un boson de Higgs, neutre et (relativement) leger; dans son extension
non minimale la plus repandue, ce sont en revanche 5 bosons de Higgs qui sont predits, dont deux electriquement
charges. L'interet de ce modele etant qu'il permet une premiere approche de la modelisation supersymetrique minimale.
Dans ce cadre, l'objet de ce stage consistera a etudier la sensibilite d'ATLAS a un Higgs charge. Notons qu'une telle
decouverte serait un signe indeniable d'une physique au-dela du Modele Standard dans sa version minimale.
Il existe plusieurs facons de rechercher le Higgs charge selon sa masse. Si le boson de Higgs est plus leger que le
quark top, particule connue la plus lourde du Modele Standard, on recherchera le Higgs dans les desintegrations des
paires top-antitop produites dans les collisions proton-proton: plus de 8 millions de paires etant produites par an pour la
luminosite nominale, cette recherche peut s'averer rapidement interessante. Dans le cas d'un boson de Higgs plus lourd
que le quark top, alors celui-ci aura tendance a se desintegrer en quark top associe a un quark b, et nous le
rechercherons directement dans les collisions produisant un seul quark top. Ces deux analyses, l'une axee sur la mesure
precise de la section efficace de production de paires de quarks top, l'autre sur la determination de la section efficace
de production simple de quark top, sont complementaires et offre une sensibilite pour une large gamme de masse du
boson de Higgs charge.
L'analyse implique une bonne connaissance des processus de production des quarks top et de leur selection. De plus, elle
repose sur une bonne comprehension des detecteurs, notamment ceux utilises dans la mesure de l'energie et directions
des jets de particules ainsi que ceux devolus a la detection de leptons energetiques. Le candidat sera donc amene a se
familiariser avec l'usage de generateurs de processus physiques, ainsi qu'avec le fonctionnement et la simulation des
sous-detecteurs d'ATLAS.