Search for a resonance in the di-Higgs channel decaying into yybb with the ATLAS detector
Recherche d'une nouvelle particule dans le canal HH->yybb avec le détecteur ATLAS
Résumé
The Standard Model is one of the most proven theory. The discovery of the Higgs boson, by the ATLASand the CMS collaboration in 2012, is its best prediction. However, some discrepancies exist betweenthe theoretical prediction and the experimental measurements. Some models try to explain such differences and predict phenomenon that are not predicted by the Standard Model. Such phenomena can appear in the not yet measured Higgs boson pair production via the trilinear coupling. However its low probability makes it unlikely to be measured with the current amount of data. It will be one of the projects of the HL-LHC. Some models also predict the presence of a new particle. Such presence will enhance the Higgs boson pair production via a resonance production. The search for this particle will either lead in the discovery of the particle or in an experimental constrain of the beyond Standard Model theories. The final state containing two photons and two b quarks suffers from a low rate. But this final state is chosen due to its high resolution and due to the good quality of the photon reconstruction, identification and isolation tools.Many research are are conducted in order to improve those tools. Here we test a correction method that aims to reduce the pile-up impact over the photon identification. Such correction will be needed for the HL-LHC, the next generation of the LHC, where the luminosity will be higher. The goal is to maintain the efficiency that we currently have at the very least. The estimation of the uncertainty of the shower shapes lateral modelisation on the photons energy is also studied.The study of the search of this final state using the totality of the run 2 data is presented. No excess was observed in the data, hence limit on the cross section over the mass of the resonance are computed. The limits are computed for a mass of the resonance from 250 GeV to 1 TeV. The new computed limits are improved in comparison to the last analysis done in 2016 in the middle of the Run 2. The final state containing two photons and two b quarks is the most sensible to the lower masses, in the 250 to 350 GeV region. The result will be combined with results form search with other final states and will then be interpreted in order to constrain the theoretical model.
Le Modèle Standard est à ce jour l’un des modèles théoriques les plus précis. La découverte du boson de Higgs par les collaborations ATLAS et CMS en 2012 en est l’une de ses plus grandes réussites. Il existe cependant certains points de tensions entre les données expérimentales et les valeurs théoriques.Des modèles théoriques cherchent à expliquer ces différences et à prédire des phénomènes qui diffèrent du Modèle Standard. De telles différences pourraient notamment apparaître dans la création de paires de bosons de Higgs par le couplage trilinéaire, phénomène pas encore mesuré. De part sa faible probabilité, il est peu probable qu’on puisse mesurer ce couplage avec les données actuelles. Cette mesure est l’un des grands projets du HL-LHC. Mais plusieurs modèles prédisent aussi la présence de nouvelles particules. Ces nouvelles particules peuvent faire augmenter la production de paires de bosons de Higgs via une résonance. Il y a un intérêt à chercher une telle résonance dans cette production afin de faire une une découverte ou d’imposer des contraintes sur les nouveaux modèles théoriques. L’état final avec deux photons et deux quarks b, malgré une très faible statistique, profite d’une très bonne résolution, de la qualité des outils de reconstruction, d’isolation et d’identifications des photons. Une recherche d’optimisations de ces outils est faite de manière continue. Une méthode de correction de l’identification des photons en fonction de l’empilement, le nombre de collisions simultanées, est étudié. Une telle correction sera nécessaire dans l’approche du HL-LHC, nouvelle génération du LHC, caractérisée par une augmentation de l’empilement, afin de garder l’efficacité d’identification cruciale dans nos recherches. L’estimation d’une incertitude de la modélisation latérale des gerbes des photons sur l’énergie des photons, l’une des incertitudes sur l’énergie du photon les plus importantes, est également étudiée.L’étude de cet état final est présentée dans ce manuscrit en utilisant la totalité des données du Run 2. Aucun excès n’a été mesuré dans les données. Les limites sur la section efficace de la résonance en fonction de sa masse sont calculés. La limite observée est calculée pour une région de masse de 250 GeV à 1 TeV. Ces limites dépassent les limites de la dernière analyse faite en 2016 au cours du Run 2. Le canal avec deux photons et deux quarks b est le canal le plus sensible pour les résonances à basse masse, dans la région entre 250 et 350 GeV. Ces résultats seront combinés avec les autres canaux de recherches de paires de bosons de Higgs et seront ensuite ré-interprétables afin de contraindre les modèles théoriques.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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