Measurement of the differential production cross section of W Bosons and Charge Asymmetry at √s = 7 TeV with the ATLAS Detector

Mesure de la section efficace différentielle de production des bosons W et de l'asymétrie de charge avec l'expérience ATLAS à l'énergie dans le centre de masse de √ s=7 TeV

Dimitra Tsionou (1)

1 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules

This document presents a measurement of the production cross section of W bosons and of its charge asymmetry in proton-proton collisions at a centre of mass energy of 7 TeV with the ATLAS detector. These measurements provide information on the momentum fraction of the protons carried by the partons contributing to the W production and therefore allow to better understand the parton distribution functions of the proton. The W candidate events are selected in the W −→ eν decay mode. The LAr electromagnetic calorimeter plays an important role in the detection of electrons and the author has worked on the on-line energy reconstruction in the LAr detectors. A subject which is treated in some detail is the evaluation of the charge misidentification rates for electrons and positrons. This is a key ingredient for charge related measurements such as the W charge asymmetry. In this document, the W production cross section times the branching ratio is studied inclusively, as a function of the lepton pseudorapidity and as a double differential measurement as a function of the lepton pseudorapidity and transverse energy. The charge asymmetry measurement is presented as a function of the lepton pseudorapidity and as a double differential measurement as well. The data were recorded by the ATLAS detector in 2011 and correspond to 4.7 fb−1 .

Ce manuscrit présente une mesure de la section efficace de production des bosons W et de l'asymétrie de charge dans les collisions proton-proton avec l'expérience ATLAS à une énergie dans le centre de masse de 7 TeV. Ces mesures posent des contraintes sur la fraction d'impulsion des protons portée par les partons qui contribuent à la production des bosons W et donc elles permettent d'ameliorer notre compréhension des fonctions de distribution de partons. Dans l'analyse, les événements de signal sont sélectionnés dans le canal électronique W −→eν . Le calorimètre électromagnétique à Argon Liquide joue un rôle important pour la détection des électrons. L'auteur de cette thèse a travaillé sur la reconstruction en ligne de l'énergie dans les détecteurs à LAr. Un aspect important pour les mesures liées à la charge électrique, comme l'asymétrie de charge du boson W, est l'évaluation du taux de misidentification de la charge pour des électrons et des positons. Dans ce manuscrit, la section efficace de production de bosons W multipliée par le rapport de branchement est présentée de façon inclusive, en fonction de la pseudorapidité du lepton, et comme mesure différentielle en deux dimensions (c'est à dire en fonction de la pseudorapidité et de l'énergie transverse du lepton). La mesure de l'asymétrie de charge est aussi présentée en fonction de la pseudorapidité du lepton uniquement et en fonction de la pseudorapidité et de l'énergie transverse du lepton. Les données ont été enregistrées par l'expérience ATLAS en 2011 et correspondent à 4.7 fb−1 .

Mots clés: Differential cross section; Charge asymmetry; W bosons; ATLAS

Mots clés: Section efficace diffèrentielle; Asymétrie de charge; Bosons W; ATLAS

Domaines: Autre [cond-mat.other]

Dimitra Tsionou. Mesure de la section efficace différentielle de production des bosons W et de l'asymétrie de charge avec l'expérience ATLAS à l'énergie dans le centre de masse de √ s=7 TeV. Autre [cond-mat.other]. Université de Grenoble; University of Sheffield, 2012. Français. ⟨NNT : 2012GRENY117⟩. ⟨tel-01072243⟩