Etude du calorimètre électromagnétique de l'expérience CMS et recherche de boson de Higgs neutres dans le canal de production associée
Abstract
The quest for the Higgs boson, is one of the mains goals of the CMS detector, which will be operated at the next proton-proton collider LHC. In this thesis, the electromagnetic calorimeter is involved.
In the first part of this thesis the ECAL performance is evaluated with the data taken during the 2003 beam tests. The choices concerning the electronics readout have been made.
The second part uses the ECAL in order to evaluate the discovery potential of the Higgs boson in the associated production channel: if the Higgs boson mass is between 115 and 150 GeV/c^2, its decay into two photons may be detected. it is produced in association with a W or Z boson. The W and Z decay into electrons or muons. The charged tracks of these leptons allow the unambiguous reconstruction of the interaction vertex and a good mass resolution. This signal, and the numerous backgrounds have been simulated and reconstructed. The data analysis allows to confirm the existence of a light Higgs boson in the Standar Model framework. Analysis considering the MSSM is also performed.
In the first part of this thesis the ECAL performance is evaluated with the data taken during the 2003 beam tests. The choices concerning the electronics readout have been made.
The second part uses the ECAL in order to evaluate the discovery potential of the Higgs boson in the associated production channel: if the Higgs boson mass is between 115 and 150 GeV/c^2, its decay into two photons may be detected. it is produced in association with a W or Z boson. The W and Z decay into electrons or muons. The charged tracks of these leptons allow the unambiguous reconstruction of the interaction vertex and a good mass resolution. This signal, and the numerous backgrounds have been simulated and reconstructed. The data analysis allows to confirm the existence of a light Higgs boson in the Standar Model framework. Analysis considering the MSSM is also performed.
La quête du boson de Higgs, témoin de la brisure de la symétrie électrofaible, est un des buts principaux du détecteur CMS, qui sera placé auprès du futur collisionneur proton-proton LHC. Dans cette thèse, le calorimètre électromagnétique à cristaux de tungstate de plomb est sollicité.
D'une part, l'évaluation des performances du calorimètre a été effectuée grâce aux données prises durant les faisceaux tests de l'été 2003, et les choix concernant les différentes électroniques de lecture ont été faits.
D'autre part, les capacités du calorimètre électromagnétique ont été utilisées afin d'évaluer le potentiel d'observation du boson de Higgs du Modèle Standard dans le canal dit de production associée : de masse comprise entre 115 et 150 GeV, il se désintègre en deux photons et est produit en association avec un boson W ou Z se désintégrant en électrons ou muons. La présence du (ou des) lepton(s) chargé(s), permettant de localiser le vertex de l'interaction, améliore la mesure de la masse photon-photon par rapport au canal inclusif. Ce signal ainsi que les nombreux bruits de fond ont été simulés et reconstruits. L'analyse des événements permet de confirmer l'observation du boson de Higgs du Modèle Standard dans le canal de production associée. Une étude dans le cadre du MSSM est également effectuée.
D'une part, l'évaluation des performances du calorimètre a été effectuée grâce aux données prises durant les faisceaux tests de l'été 2003, et les choix concernant les différentes électroniques de lecture ont été faits.
D'autre part, les capacités du calorimètre électromagnétique ont été utilisées afin d'évaluer le potentiel d'observation du boson de Higgs du Modèle Standard dans le canal dit de production associée : de masse comprise entre 115 et 150 GeV, il se désintègre en deux photons et est produit en association avec un boson W ou Z se désintégrant en électrons ou muons. La présence du (ou des) lepton(s) chargé(s), permettant de localiser le vertex de l'interaction, améliore la mesure de la masse photon-photon par rapport au canal inclusif. Ce signal ainsi que les nombreux bruits de fond ont été simulés et reconstruits. L'analyse des événements permet de confirmer l'observation du boson de Higgs du Modèle Standard dans le canal de production associée. Une étude dans le cadre du MSSM est également effectuée.