First measurement of the W production cross-section and its charge asymmetry with the ATLAS experiment.
Première mesure de section efficace de production du boson W et de son asymétrie de charge avec l'expérience ATLAS
Résumé
The ATLAS detector is a multi-purpose experiment located at one of the collision points the LHC, at CERN. The detector is complete and acquiring data since June 2008. The commissioning of the calorimeter system has been possible since then, in particular through the study of the "missing transverse energy" variable. This variable is essential for precision measurements of the Standard Model, and for the search of New Physics ; it was then tested in situ for the first time. The detector was ready for the first LHC collisions at the end of 2009, and showed good performances, in particular when created by minimum bias events. With the collision data, it was also possible to study the electron performances, in particular the identification variables and the material before the calorimeter. The first collisions at 7 TeV centre-of-mass energy allowed to study the properties of W bosons. After a few month of data taking, this particle was observed and the production cross-section was measured. The main issue of this study was the assessment of the systematic uncertainties due to the electron and to the missing transverse energy. With all the data recorded in 2010, the W boson charge asymmetry was also measured. This measurement is important for the determination of the parton distribution functions of the proton, which are of utmost importance for the understanding of hadronic collisions at the LHC.
Le détecteur ATLAS est une expérience généraliste de physique des particules située à un point de collision du LHC, au CERN. Le détecteur est complet et opérationnel depuis juin 2008. La mise en oeuvre du système calorimétrique a alors été possible, grâce notamment à l'étude de la variable "énergie transverse manquante". Cette variable, indispensable aux mesures de précision du Modèle Standard et à la recherche de Nouvelle Physique, a ainsi pu être testée pour la première fois in situ. Le détecteur était prêt et a montré de bonnes performances lors des premières collisions du LHC à la fin de l'année 2009, en particulier avec l'étude de données dites de biais minimum. Avec les données de collisions, il a également été possible d'étudier des performances des électrons, notamment leurs variables d'identification, et la compréhension de la matière avant le calorimètre. Les premières collisions à une énergie de 7 TeV dans le centre de masse en 2010 ont permis d'étudier les propriétés des bosons W produits lors de ces collisions. Après seulement quelques mois de prise de données, l'on a pu observer et mesurer la section efficace de production de cette particule. L'enjeu principal de cette mesure a été l'estimation des erreurs systématiques dues à l'électron et à l'énergie transverse manquante. Avec toutes les données enregistrées en 2010, l'asymétrie de charge du boson W a également pu être mesurée. Cette mesure est importante pour la détermination des fonctions de distribution de partons dans le proton, données indispensables à la bonne compréhension des collisions hadroniques au LHC.