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La physique de l’infiniment grand l’infiniment petit

Jonas Kunath soutient sa thèse

28 septembre 2022

le vendredi 21 octobre 2022 dans l’amphithéâtre Becquerel de l’École polytechnique à 14h00


Mesure directe des rapports d’embranchement des bosons de Higgs dans les collisions électron-positon à 250 GeV


Les couplages des particules du modèle standard (SM) au boson de Higgs peuvent être modifiés si des particules lourdes supplémentaires existent. De nombreux modèles de physique au-delà du SM donnent lieu à des déviations de l’ordre de 10% ou moins. Cela est au-delà de la précision attendue au HL-LHC qui est limitée par les erreurs
systématiques. Dans un collisionneur électron-positron avec une énergie au centre de la masse de 250 GeV, appelé une usine à Higgs, la plupart des principaux couplages de Higgs peuvent être mesurés au niveau du pourcent ou moins.


Le canal principal de production de Higgs s’accompagne d’un boson Z. Si l’impulsion du boson Z reculant contre le boson de Higgs est correctement reconstruit, l’événement peut être sélectionné indépendamment de la désintégration du boson de Higgs. Cette reconstruction fonctionne mieux pour les bosons Z qui se désintègrent en électrons ou
muons. Au cours du programme 250 GeV proposé pour le ILC, plus de 10.000 bosons de Higgs devraient être collectés dans des échantillons de haute pureté et
indépendants du modèle de désintégration. Chaque échantillon est divisé en régions mutuellement exclusives avec des compositions distinctes par désintégration de Higgs et par bruit de fond. Ensuite, l’écart du rapport de branchement (BR) du boson de Higgs par rapport à l’attente du SM conduit à une structure caractéristique d’excès ou de déficit dans le nombre d’événements par région. Contrairement aux mesures standards des désintégrations du boson de Higgs, il n’est pas nécessaire de normaliser ces
valeurs par la section efficace. Un grand ensemble de données de simulation complète préparé pour le concept de détecteur ILD est utilisé pour la validation de cette approche.


Le calorimètre électromagnétique d’un détecteur flux de particules comme l’ILD doit pouvoir résoudre les différentes trajectoires et gerbes dans un jet. Une
granularité longitudinale et transversale élevée est donc essentielle. Le calorimètre SiW-ECAL est un calorimètre d’imagerie par échantillonnage. Un prototype technologique de plus de 15.000 canaux en 15 couches avec des cellules carrées de 5 mm a été testé en faisceau au DESY. Cette thèse présente les améliorations apportées à la reconstruction à la volée des événements à partir des cellules individuelles.

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