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AbstractAbstract
[en] This thesis is devoted to the development and testing of new types of Resistive Plate Chamber (RPC) for the Compact Muon Solenoid (CMS) detector located on the Large Hadron Collider (LHC) at the European Organization for Nuclear Research (CERN). This new RPC will have to withstand high particle fluxes at the High-Luminosity LHC phase (HL-LHC). The second chapter on elementary particles briery describes the historical, theoretical, and experimental foundations of elementary particle physics. A brief description of the Standard Model (SM) and extensions of it are given, which explains the reason of the conception and realization of increasingly powerful colliders as well as more precise detectors. The third chapter presents the LHC, the most powerful collider. This chapter also details the CMS detector and all its sub-detectors, where Resistive Plate Chambers are reviewed in detail. It also presents the data acquisition system and many improvements needed to upgrade it to take full advantage of the instantaneous luminosity increase provided by HL-LHC. The fourth chapter, on the improved Resistive Plate Chambers (iRPC), includes the new RPC scheme with a description of the prototypes' characteristics and the solutions needed to reach the chamber's requested performance. The Front-End Board (FEB) electronics and strips PCB, which were built and tested during Research and development (R and D), and the new approach for clustering and processing data will also be described in this chapter. The fifth and sixth chapters explain the capability and performance that include performance studies such as efficiency, time resolution, rate capability studies, etc. The last part includes an approach based on iRPC output that might improve the CMS Muon system's trigger efficiency and possible usage of this chamber to improve search algorithms of the hypothetical HSCP. The last chapter summarizes all results described in chapters fourth to sixth, in line with the set objectives of the Ph.D. thesis. Also, it represents further steps to complete the R and D of iRPC for CMS. (author)
[fr]
Cette these est consacree au developpement et aux tests de nouveaux types de Chambres a Plaques resistives (RPC) pour le detecteur Compact muon solenoid (CMS) qui collecte les donnees du Grand collisionneur des Hadrons (LHC) au Conseil Europeen pour la recherche nucleaire (CERN). Ces detecteurs vont servir pour la mise a jour de CMS dans le cadre du programme de haute luminosite (HL-LHC) qui commencera en 2025. Ces chambres ameliorees (iRPC) seront placees dans la zone la plus proche du faisceau de la partie avant du spectrometre a muons de CMS ou le taux de radiations est incompatible avec le fonctionnement des chambres RPC standard. Le premier chapitre sur les particules elementaires, pose les bases historiques, theoriques et experimentales de la physique des particules. Ce sera une description breve du Modele Standard et de ses extensions qui ont amene a la conception et la realisation des collisionneurs toujours plus puissants et des detecteurs plus performants. Le deuxieme chapitre presente le LHC et la chaine d'acceleration qui a permis d'atteindre un niveau d'energie jusqu'a present jamais atteint. Ce chapitre detaille aussi le detecteur CMS et tout ses sous-detecteurs et en particulier les RPC. Nous parlerons aussi du projet HL-LHC et de la mise a jour du detecteur CMS. Les details du projet iRPC sont presentes dans le chapitre suivant ou on parlera du schema de iRPC avec une description des prototypes, des methodes et des solutions trouvees pour optimiser les performances. La carte de lecture electronique (FEB), ainsi que les cartes (PCB) a pistes qui ont ete construits et testes pendant la phase Recherche et Developpement, et la nouvelle approche pour le partitionnement et traitements des donnees seront abordees dans ce chapitre. Le chapitre quatre discute des capacites et des performances des iRPC, tels que l'efficacite, la resolution en temps, la capacite a soutenir des taux de particules eleves. Le dernier chapitre decrit les ameliorations possibles de ces chambres dans le systeme d'acquisition de CMS. Enfin la these est conclue par des considerations sur la possibilite d'utiliser ces chambres pour la recherche de nouvelles particules lourdes a longue duree de vie. (auteur)Original Title
Developpement d'un detecteur a grande precision temporelle pour la mise en jouvence de l'experience CMS au CERN
Primary Subject
Secondary Subject
Source
15 Dec 2020; 139 p; 119 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; These de doctorat de l'Universite de Lyon, Specialite: Physique des particules
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
ACCELERATORS, CYCLIC ACCELERATORS, ELECTRONIC CIRCUITS, ELECTRONIC EQUIPMENT, EQUIPMENT, FIELD THEORIES, GRAND UNIFIED THEORY, MATHEMATICAL LOGIC, MATHEMATICAL MODELS, MEASURING INSTRUMENTS, NOISE, PARTICLE MODELS, PHOTOTUBES, PULSE CIRCUITS, PULSE CONVERTERS, QUANTUM FIELD THEORY, RADIATION DETECTORS, RESOLUTION, STORAGE RINGS, SYNCHROTRONS, TIMING PROPERTIES, UNIFIED GAUGE MODELS
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