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Calibration des jets, mesure de sections efficaces et recherche de Nouvelles Physiques dans l’expérience ATLAS

Equipe thématique « Masses et Interactions Fondamentales » ; expérience : ATLAS

Directeur de thèse : Didier Lacour

tél : 01 44 27 41 93

e-mail : didier.lacour lpnhe.in2p3.fr

Co-encadrant de thèse : Bogdan Malaescu

tél : 01 44 27 91 30

e-mail : bogdan.malaescu lpnhe.in2p3.fr

Titre : Calibration des jets, mesure de sections efficaces
et recherche de Nouvelles Physiques dans l’expérience ATLAS

Le grand collisionneur de protons (LHC) du CERN à Genève est
actuellement en pleine prise de données à 13 TeV dans le centre de
masse, la plus grande énergie jamais atteinte en laboratoire à ce
jour. Cette prise de données durera jusqu’en 2018, ce qui couvre les 2
premières années de cette proposition de thèse.

L’expérience ATLAS est installée auprès du LHC et a été construite pour explorer, grâce à l’énorme quantité de données fournies par le LHC,
les phénomènes qui prennent place à ces très hautes énergies. En
particulier, ATLAS, avec l’autre expérience du LHC CMS, a pu en 2012
découvrir le boson de Higgs, qui est le responsable de l’apparition
dynamique d’une masse pour les particules élémentaires du modèle
standard.

L’équipe ATLAS du LPNHE a une expertise sur la reconstruction et la
calibration des
jets ainsi que des électrons et des photons. Le groupe a été particulièrement impliquée dans les
analyses de données du Run I, que ce soit pour la découverte du boson
de Higgs, pour des mesures de précision avec des jets dans l’état
final ou encore pour des mesures de précision des paramètres du modèle standard. Il
est tout aussi implique dans les premières analyses du Run II même si
la luminosité délivrée à ce jour par la machine est plus limitée.

La recherche de nouvelle physique
requiert une excellente compréhension des processus du modèle standard
du fait de leurs signatures expérimentales similaires. La capacité de
mesurer le plus précisément possible
l’énergie des objets reconstruits dans les détecteurs est par ailleurs
primordiale à la fois pour effectuer
des mesures de précision et pour accroître la sensibilité des analyses
à des signaux de physique au-delà du modèle standard.
Le sujet de thèse proposé porte sur ces deux points par l’étude, avec
le détecteur ATLAS,
d’événements contenant un ou plusieurs jets dans l’état final.
D’une part, ces événements sont utilisés pour
améliorer la calibration en énergie des jets, d’une importance capitale pour les analyses utilisant le
dénombrement de jets ou leur veto. Le run II et ses nouvelles
conditions de prise de données imposent de redéfinir la stratégie de
calibration des jets. De multiples améliorations sont possibles avec un
impact direct sur beaucoup de résultats de physique d’ATLAS.
D’autre part, la section efficace
différentielle de production d’événements multijet est mesurée en fonction
de nombreuses observables et comparée à diverses prédictions
théoriques.
Ces mesures pourront être utilisées pour tester les
prédictions de QCD, tout en étant sensibles à un signal au delà du
modèle standard comme l’apparition de particules supersymétriques
expliquant
potentiellement la matière noire ou encore la découverte
d’un nouveau type d’interaction.

Des discussions avec des experts sur les aspects phénoménologiques du projet, comme Matteo Cacciari du LPTHE, auront lieu.

Un stage avec l’équipe encadrante permettra de se familiariser avec le
projet ainsi qu’avec les outils indispensables à sa mise en oeuvre.

Lieu de travail : LPNHE - Paris

Déplacements éventuels : missions régulières au CERN à Genève

Documentation :

Contact :

Références :

  • « Jet energy measurement and its systematic uncertainty in proton-proton collisions at √s=7TeV with the ATLAS detector », the ATLAS collaboration, Eur. Phys. J. C (2015) 75:17, arXiv:1406.0076
  • « Measurement of dijet cross sections in pp collisions at 7 TeV centre-of-mass energy using the ATLAS detector », the ATLAS collaboration, JHEP 1405 (2014) 059, arXiv:1312.3524
  • « Evaluation of the Strong Coupling Constant alpha_s Using the ATLAS Inclusive Jet Cross-Section Data », B. Malaescu and P. Starovoitov, Eur.Phys.J. C72 (2012) 2041, arXiv:1203.5416

Ecole doctorale de rattachement :
Ecole doctorale Sciences de la Terre et de l’Environnement et Physique
de l’Univers

Lien sur les offres de thèse et candidature :
http://ed109.ipgp.fr/index.php/Offres_de_th%C3%A8se

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