Naslov
Potentiel de découverte du boson de Higgs dans le canal H-->ZZ*-->4e avec le détecteur CMS. Contribution ŕ la construction du calorimčtre électromagnétique de CMS.
(CMS discovery potential for the Higgs boson in the H-->ZZ*-->4e decay channel. Contribution to the construction of the CMS electromagnetic calorimeter.)

Autori
Puljak, Ivica

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Universite Pierre et Marie Currie

Mjesto
Paris

Datum
21.09

Godina
2000

Stranica
236

Mentor
Charlot, Claude; Dobrzynski, Ludwik

Ključne riječi
boson de Higgs; LHC; CMS; calorimčtre électromagnétique; structures alvéolaires; moment transverse du Higgs; reconstruction des électrons; bremsstrahlung
(Higgs boson; LHC; CMS; electromagnetic calorimeter; alveolar container; Higgs transverse momentum; electron reconstruction; bremsstrahlung)

Sažetak
Le sujet de cette thčse est l'étude des possibilités de détection du boson de Higgs ŕ CMS dans le canal H-->ZZ*-->4e. Des arguments théoriques ainsi que les données expérimentales provenant des mesures de précision dans le secteur électrofaible et les recherches directes favorisent un Higgs dans le domaine de masse intermédiaire, dans lequel ce canal sera utilisé pour la recherche du Higgs au LHC. Une brčve introduction au modčle standard est donnée, avec une attention particuličre au secteur de Higgs, et les principaux modes de production du Higgs au LHC sont rappelés. Aprčs avoir souligné l'importance du calorimčtre électromagnétique pour la détection des électrons, sa structure mécanique et les propriétés optiques des structures alvéolaires sont décrites. Le systčme développé pour le contrôle de la qualité des alvéoles est présenté. Il consiste en un systčme de contrôle du processus de production, de mesures précises des caractéristiques géométriques et du contrôle de la qualité optique des structures. Pour ce dernier, un appareil a été construit pour mesurer la réflexivité et la diffusivité du matériau constituant les alvéoles, avant et aprčs le processus complet de fabrication. Le systčme de contrôle-qualité développé permet de s'assurer que les propriétés des structures produites restent compatibles avec les spécifications permettant de conserver les performances du calorimčtre électromagnétique au niveau requis pour la physique. L'évaluation du potentiel de CMS pour la recherche du Higgs dans le canal de désintégration en quatre électrons consiste en une étude du signal et des bruits de fond au niveau générateur et en une étude de reconstruction incluant une description précise du détecteur. De façon ŕ pouvoir combiner les évčnements simulés ŕ l'aide des programmes Monte Carlo avec les calculs théoriques récents, les distributions du moment transverse du Higgs obtenus par le modčle des gerbes de partons et le calculs de resommation des gluons mous sont comparés. Un bon accord est trouvé ŕ petit moment transverse, alors qu'ŕ plus haut moment transverse le modčle de gerbes de partons doit ętre ajusté. L'évaluation du bruit de fond ZbB est effectuée en utilisant une modélisation correcte de l'espace de phase et les résultats théoriques les plus récents, des simulations Monte Carlo étant utilisées pour les deux autres bruits de fond importants, tT et ZZ*. Des coupures cinématiques et topologiques sont étudiées en vue de maximiser la visibilité du signal. La description précise du détecteur est ensuite utilisée pour l'étude de la reconstruction du H-->ZZ*-->4e dans CMS. Les algorithmes spécialement développés pour la reconstruction des électrons sont décrits. Un algorithme dynamique est utilisé pour la reconstruction des clusters électromagnétiques et une méthode pour la récupération des pertes dues au bremsstrahlung est mise en oeuvre. Enfin, un algorithme utilisant les valeurs attendues pour les signaux dans le calorimčtre électromagnétique et développé en vue d'améliorer l'estimation de l'énergie des électrons est présenté. Cette estimation est ensuite combinée avec l'estimation fournie par le trajectomčtre interne. Ces algorithmes de reconstruction sont finalement appliqués ŕ la reconstruction du H-->ZZ*-->4e, et des résolutions de 1.3, 1.6 et 1.8 GeV sont obtenues pour des masses de Higgs de 130, 150 et 170 GeV respectivement. En combinant les résultats de reconstruction avec ceux de l'analyse au niveau générateur, la significance du signal est évaluée. Ces résultats montrent que le Higgs pourra ętre trouvé dans ce canal si sa masse est comprise entre 127 GeV et 168 GeV ou entre 172 GeV et la limite cinématique correspondant ŕ 2m_Z, aprčs un an de prise de données ŕ la luminosité nominale du LHC. Au voisinage de 150 GeV, le Higgs pourrait ętre trouvé dans ce canal dés la premičre année de fonctionnement du LHC ŕ basse luminosité.

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