Search for New Physics with the Atlas detector at LHC - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2015

Search for New Physics with the Atlas detector at LHC

Résumé

Despite its' 40 years of experimental success, the Standard Model, a theory which describes fundamental particles as well as three fundamental interactions, has theoretical and experimental limitations. These lead to the existence of theories beyond the Standard Model, called New Physics. This report presents the search for a new particle present in many theories beyond the Standard Model: the W' boson. This year, the Large Hadron Collider is entering run II, which will see proton-proton collisions take place at an unprecedented centre of mass energy of 13 TeV. This high energy will provide the mouth watering prospect of fnding New Physics. Studies that have been made during this internship have used Monte Carlo simulations of events that we should see in the Atlas detector at LHC during run II. These studies are grouped into two main parts. The rst part consists in studies at the parton level, where we see the impact of physics aspects as parton distribution functions and gluon radiations by quarks on the reconstructed mass of the W' boson. We also see the increased potential for discovery of this new particle by comparing invariant mass distributions and cross-sections at centre of mass energies of 8 TeV and 13 TeV. The second part describes the step-by-step reconstruction of the W' boson in a detector simulation. The main difficulties in these steps are pointed out, as well as several ideas for improvements for run II. Background processes and the selection criteria that have been used to discriminate them from the signal are introduced, and optimisations of these criteria as well as efficiency tests for new ones are presented. This search is the sequel to a large number of studies made during run I, and will look to continue to improve the seek for beyond the Standard Model particles.
Malgré ses 40 ans de succès expérimentaux, le Modèle Standard, théorie décrivant les particules élémentaires et trois des interactions fondamentales, source de difficultés théoriques et expérimentales. Ces dernières mènent à l'existence de théories au-delà du Modèle Standard, dites de Nouvelle Physique. Ce rapport présente la recherche d'une nouvelle particule présente dans un grand nombre de théories au-delà du Modèle Standard : le boson W'. Cette année, le Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) entame son run II, où l'on verra des collisions proton-proton à une énergie dans le centre de masse inédite de 13 TeV. Cette grande énergie nous apportera la perspective excitante de voir de la Nouvelle Physique. Les études menées durant ce stage ont été faites sur des simulations Monte Carlo d'évènements que l'on devrait voir au sein du détecteur Atlas au run II du LHC. Ces études sont groupées en deux grandes parties. La première partie consiste en des études au niveau partonique, où l'on voit l'impact d'aspects physiques tels que les fonctions de densité partonique et les émissions de gluons par les quarks sur la masse reconstruite du boson W'. On y voit aussi le potentiel accru de découverte de cette nouvelle particule en comparant des spectres de masse invariante ainsi que des sections efficaces aux énergies dans le centre de masse de 8 TeV et 13 TeV. La seconde partie décrit les étapes de la reconstruction du boson W' dans une simulation de détecteur. Les étapes présentant les plus grandes diffcultés sont mises en valeur, ainsi que quelques idées d'améliorations pour le run II. Les processus de bruit de fond et les critères de sélection utilisés pour les discriminer par rapport au signal sont introduits, et les optimisations de ces critères ainsi que les tests d'efficacité pour en trouver de nouveaux sont présentés. Cette recherche est la suite d'un grand nombre d'études faites durant le run I, elle cherchera à continuer d'améliorer la recherche de particules au-delà du Modèle Standard.
Fichier principal
Vignette du fichier
Report_M2_Louis_FRANCK.pdf (9.18 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

dumas-01228729 , version 1 (09-12-2015)

Licence

Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Pas de modification

Identifiants

  • HAL Id : dumas-01228729 , version 1

Citer

Louis Franck. Search for New Physics with the Atlas detector at LHC. Physics [physics]. 2015. ⟨dumas-01228729⟩
167 Consultations
286 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More