Search for a resonance in the di-Higgs channel decaying into yybb with the ATLAS detector
Description
The Standard Model is one of the most proven theory. The discovery of the Higgs boson, by the ATLAS and the CMS collaboration in 2012, is its best prediction. However, some discrepancies exist between the theoretical prediction and the experimental measurements. Some models try to explain such differences and predict phenomenon that are not predicted by the Standard Model. Such phenomena can appear in the not yet measured Higgs boson pair production via the trilinear coupling. However its low probability makes it unlikely to be measured with the current amount of data. It will be one of the projects of the HL-LHC. Some models also predict the presence of a new particle. Such presence will enhance the Higgs boson pair production via a resonance production. The search for this particle will either lead in the discovery of the particle or in an experimental constrain of the beyond Standard Model theories. The final state containing two photons and two b quarks suffers from a low rate. But this final state is chosen due to its high resolution and due to the good quality of the photon reconstruction, identification and isolation tools.Many research are are conducted in order to improve those tools. Here we test a correction method that aims to reduce the pile-up impact over the photon identification. Such correction will be needed for the HL-LHC, the next generation of the LHC, where the luminosity will be higher. The goal is to maintain the efficiency that we currently have at the very least. The estimation of the uncertainty of the shower shapes lateral mediastinal on the photons energy is also studied.The study of the search of this final state using the totality of the run 2 data is presented. No excess was observed in the data, hence limit on the cross section over the mass of the resonance are computed. The limits are computed for a mass of the resonance from 250 GeV to 1 TeV. The new computed limits are improved in comparison to the last analysis done in 2016 in the middle of the Run 2. The final state containing two photons and two b quarks is the most sensible to the lower masses, in the 250 to 350 GeV region. The result will be combined with results form search with other final states and will then be interpreted in order to constrain the theoretical model. (author)
Abstract (French)
Le Modele Standard est a ce jour l'un des modeles theoriques les plus precis. La decouverte du boson de Higgs par les collaborations ATLAS et CMS en 2012 en est l'une de ses plus grandes reussites. Il existe cependant certains points de tensions entre les donnees experimentales et les valeurs theoriques.Des modeles theoriques cherchent a expliquer ces differences et a predire des phenomenes qui different du Modele Standard. De telles differences pourraient notamment apparaitre dans la creation de paires de bosons de Higgs par le couplage trilineaire, phenomene pas encore mesure. De part sa faible probabilite, il est peu probable qu'on puisse mesurer ce couplage avec les donnees actuelles. Cette mesure est l'un des grands projets du HL-LHC. Mais plusieurs modeles predisent aussi la presence de nouvelles particules. Ces nouvelles particules peuvent faire augmenter la production de paires de bosons de Higgs via une resonance. Il y a un interet a chercher une telle resonance dans cette production afin de faire une decouverte ou d'imposer des contraintes sur les nouveaux modeles theoriques. L'etat final avec deux photons et deux quarks b, malgre une tres faible statistique, profite d'une tres bonne resolution, de la qualite des outils de reconstruction, d'isolation et d'identifications des photons. Une recherche d'optimisations de ces outils est faite de maniere continue. Une methode de correction de l'identification des photons en fonction de l'empilement, le nombre de collisions simultanees, est etudie. Une telle correction sera necessaire dans l'approche du HL-LHC, nouvelle generation du LHC, caracterisee par une augmentation de l'empilement, afin de garder l'efficacite d'identification cruciale dans nos recherches. L'estimation d'une incertitude de la modelisation laterale des gerbes des photons sur l'energie des photons, l'une des incertitudes sur l'energie du photon les plus importantes, est egalement etudiee.L'etude de cet etat final est presentee dans ce manuscrit en utilisant la totalite des donnees du Run 2. Aucun exces n'a ete mesure dans les donnees. Les limites sur la section efficace de la resonance en fonction de sa masse sont calculees. La limite observee est calculee pour une region de masse de 250 GeV a 1 TeV. Ces limites depassent les limites de la derniere analyse faite en 2016 au cours du Run 2. Le canal avec deux photons et deux quarks b est le canal le plus sensible pour les resonances a basse masse, dans la region entre 250 et 350 GeV. Ces resultats seront combines avec les autres canaux de recherches de paires de bosons de Higgs et seront ensuite re-interpretables afin de contraindre les modeles theoriques. (auteur)
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Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Recherche d'une nouvelle particule dans le canal HH→yybb avec le detecteur ATLAS
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 161 p.
- Report number
- FRNC-TH--13172
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 53079816
- Subject category
- S72: PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- ATLAS DETECTOR; CERN LHC; HIGGS BOSONS; PAIR PRODUCTION; PARTICLE IDENTIFICATION; STANDARD MODEL; TEV RANGE 10-100
- Descriptors DEC
- ACCELERATORS; BOSONS; CYCLIC ACCELERATORS; ELEMENTARY PARTICLES; ENERGY RANGE; FIELD THEORIES; GRAND UNIFIED THEORY; INTERACTIONS; MATHEMATICAL MODELS; MEASURING INSTRUMENTS; PARTICLE MODELS; PARTICLE PRODUCTION; QUANTUM FIELD THEORY; RADIATION DETECTORS; STORAGE RINGS; SYNCHROTRONS; TEV RANGE; UNIFIED GAUGE MODELS
Optional Information
- Notes
- 153 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses