Identification des électrons dans la partie avant du calorimètre électromagnétique d'ATLAS au LHC et analyse des premières données

Eve Chareyre (1)

1 LPNHE - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies

The start up of the ATLAS experiment at the CERN LHC has been done during the automn 2009. During the construction and integration of the detector, combined beam tests grouping several subsystems have been carried out. In the forward region of the detector (eta> 2.5), a combined beam test with electromagnetic and hadronic calorimeters has been done, whose data (pions and electrons) has been analyzed. Identication of electrons in this region can be used to study decays of Z and W bosons and also to develop some tools to understand the bakground noises. A method to estimate rejection of pions and electrons identification efficiency is presented using a discriminant analysis based on the methods of Fisher discriminant and on Boosted Decision Trees. It is shown that a pion rejection higher than 200 with an efficiency of electron identification of 50% can be obtained. Moreover the tools and methods developed during the beam tests have been applied on the first data of the LHC with collisions at 7 TeV. Since the present luminosity of the LHC is not yet sufficient to study precisely production of Z and W bosons by using data, a study using the Pythia generator has been done on electrons physics in the forward region

Le démarrage de l'expérience ATLAS au LHC sur le site du CERN a eu lieu durant l'automne 2009. Pendant la construction et l'intégration du détecteur, des tests en faisceaux combinés contenant plusieurs sous-détecteurs ont eu lieu. Dans la région avant du détecteur (eta > 2.5), des tests en faisceaux combinés mettant en oeuvre les calorimètres hadronique et électromagnétique ont eu lieu. Des données de faisceaux de pions et d'électrons ont été analysées pour estimer l'efficacité d'identification des électrons et le facteur de rejet des pions. L'identification des électrons dans la région avant du détecteur peut être utilisée pour étudier les désintégrations des bosons W et Z et aussi développer des outils qui permettront de comprendre les différents bruits de fond mis en jeu. Une méthode pour estimer le facteur de rejet des pions ainsi que l'efficacité d'identification des électrons est présentée en utilisant une analyse discriminante basée sur les méthodes du discriminant de Fisher et sur les Boosted Decision Trees. Il est ainsi montré qu'il est possible d'obtenir une efficacité de détection des électrons de 50% pour un facteur de rejet de plus de 200. De plus les outils développés durant les tests en faisceaux ont permis également d'appliquer ces méthodes aux premières données du LHC avec des collisions à 7 TeV. Puisque la luminosité actuelle du LHC ne permet pas encore d'étudier avec précision les taux de production des bosons W et Z sur les données, une étude à partir du générateur Pythia a été menée sur la physique des électrons dans la partie avant.

Mots clés: Electromagnetic calorimeter; electrons identification; pions rejection; Test-beam; discriminating analysis.

Mots clés: ATLAS; Calorimètre électromagnétique; identification des électrons; facteur de rejet des pions; tests en faisceaux; analyse discriminante.

Domaines: Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]

Eve Chareyre. Identification des électrons dans la partie avant du calorimètre électromagnétique d'ATLAS au LHC et analyse des premières données. Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00554891⟩