Towards a measurement of the Z-boson inclusive production cross section in the electronic channel in the ATLAS experiment. Commissioning of the electromagnetic calorimeter with the first data.
Préparation de la mesure de la section efficace inclusive du Z->e+e- dans ATLAS. Etude des premières données avec le calorimètre électromagnétique.
Résumé
Proton-proton collisions at 7 TeV in the center-of-mass at the LHC will produce many Z-bosons for which the measurement of the production cross-section is a test of the Standard Model. After a description of the theoritical context and of the ATLAS detector, simulation and analysis tools, a part of this thesis is dedicated to the use of cosmic rays events recorded during the commissioning in order to validate the simulation of the electromagnetic shower shapes. A second part gives a description of the keys steps for the cross-section measurements. Selection criteria based on isolation variables -alternatively to the standard selection- have been studied and used to observe the first Z->e+e- in ATLAS. Finally, the main sources of systematic errors implied in the cross-section measurement have been studied, specifically those linked to the electron selection efficiencies and the geometrical acceptance of the detector.
Les collisions proton-proton à une énergie dans le centre de masse de 7 TeV au LHC produiront des bosons Z en grande quantité dont la mesure de la section efficace de production constitue un test du Modèle Standard. Après avoir décrit le contexte théorique et procédé à une description du détecteur ATLAS et des outils de simulation et d'analyse, une partie de cette thèse est consacrée à l'exploitation des événements cosmiques enregistrés dans la phase de préparation aux collisions afin de valider la simulation des formes de gerbes électromagnétiques dans un contexte proche de celui des collisions. Une deuxième partie de la thèse s'attache à la description des éléments clefs intervenant dans la mesure de la section efficace. Des critères de sélection utilisant des variables d'isolation, alternatifs à la sélection standard, ont été étudiés et ont mené à l'observation des premiers candidats Z->e+e- dans ATLAS. Enfin, les principales sources d'erreurs systématiques intervenant dans la mesure de section efficace ont été étudiées. Il s'agit des incertitudes liées d'une part à l'efficacité de sélection des électrons et d'autre part à l'efficacité géométrique du détecteur.