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La physique de l’infiniment grand l’infiniment petit

Christophe Ochando soutient son HDR

14 octobre 2022

le vendredi 14 octobre 2022 dans l’amphi Becquerel de l’École polytechnique à 14h00.


"A tale of four leptons, two Z’s and a Higgs boson"


Dans le cadre du Modèle Standard de la physique des particules, le moyen le plus économique de générer les masses des bosons de jauge se fait par le mécanisme dit de "Brout-Englert-Higgs", introduisant un doublet de champs scalaires dont la valeur moyenne dans le vide est non-nulle.
Le mécanisme permet également, au travers de couplages de Yukawa, de générer les masses des fermions et prédit l’existence d’un nouveau boson scalaire : le boson de Higgs.
Imaginé dans les années 60, il ne sera observé qu’en 2012 par les collaborations ATLAS et CMS auprès du LHC. Cette découverte est une avancée majeure dans notre compréhension des interactions fondamentales.
La nature du mécanisme de brisure de symétrie électrofaible, probablement aussi à l’origine de la structure en famille des particules, reste à élucider complètement. L’étude du secteur scalaire est une des priorités de la physique des hautes énergies pour les années à venir, que cela soit pour la phase de haute luminosité du LHC ou les futurs collisionneurs.


Cette soutenance d’habilitation à diriger des recherches est consacrée à l’épopée du Higgs au LHC au travers de sa désintégration en 4 leptons via deux bosons Z. Ce "canal en or" a été l’objet d’une attention toute particulière de la part du LLR depuis de très nombreuses années, le groupe CMS étant à l’origine de nombreuses innovations qui ont permis sa découverte et la mesure de ses propriétés.
Je m’attacherai à décrire les premières études de ce canal, depuis le SSC jusqu’à la découverte lors du Run 1 du LHC avant de décrire plus en détail les mesures de sections efficaces effectuées avec l’ensemble des données du Run 2. Je conclurai sur l’état des lieux de notre connaissance du boson de Higgs et sur les perspectives d’avenir.

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