Stephanie Beauceron 2001-2004 These soutenue le 28 Mai 2004 realisee sous la direction de Gregorio Bernardi au sein du groupe DØ du LPNHE sur le sujet.

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1 Stephanie Beauceron These soutenue le 28 Mai 2004 realisee sous la direction de Gregorio Bernardi au sein du groupe DØ du LPNHE sur le sujet : Recherche du boson de Higgs dans le canal WH et etude de la production Wbb dans les collisions pp a 1.96 TeV dans l'experience DØ aupres du Tevatron de Fermilab DEA Particules, Noyaux, Atomes et Photons de l’universite Claude Bernard de Lyon I et 3ieme annee de magistere de physique fondamentale de l’universite Paris XI Maitrise de physique realisee en ERASMUS a l’universite de Manchester et 2ieme annee de magistere de physique fondamentale de l’universite Paris XI Licence de physique de l’universite Paris XI et 1iere annee de magistere de physique fondamentale de l’universite Paris XI Contributions ecrites : 4 notes internes 2 conferences 2 proceedings 1 article en preparation Participation aux rencontres de collaboration

2 Calibration en temps de l’electronique de lecture du calorimetre
Pour une bonne resolution du signal, il doit etre pris a son maximum Calibration en temps : mesure de la forme du pulse après la mise en forme réponse maximale obtenue à différents temps pour les canaux électromagnétiques et hadroniques : doit être pris en compte dans le calcul des constantes de calibration Hauteur du pulse temps d'échantillonnage en accord avec le trigger temps +6 +3 -3 augmentation du retard du pulser Effet d’environ 1%, gain de 1% sur la résolution de la masse invariante Zee

3 Energie transverse manquante et énergie transverse scalaire
Enregistrement des cellules du calorimetre est impossible :  Enregistrement des cellules ayant une energie superieure au seuil ( = la largeur de la distribution du piedestal) Etude de 3 niveaux de seuil : 1.5, 2.0, 2.5 La variable énergie transverse manquante (MET) est sensible au bruit car elle résulte de la somme de toute les impulsions transverses du calorimètre : MET=  (( pT . cos())2 + ( pT . sin()2)) SET=  |pT| Dans des événements sans particules n’interagissant pas dans le calorimètre, l’énergie transverse manquante est correlee a la résolution de l’énergie transverse scalaire (SET).

4 Etude du niveau de seuil
Recherche d’un seuil qui permet de sortir le signal du bruit du calorimetre. SET (GeV) MET (GeV) 1.5 2.0 2.5 1.5 2.0 2.5 SET (GeV) MET (GeV) 1.5 2.0 2.5 SET (GeV) MET (GeV) Evenements de biais minimum Evenements QCD Evenements zero biais MET est ajustee par une fonction : p0 + p1 x SET + p2 x SET Pour un seuil de 2.0 ou de 1.5, le signal de physique des événements de biais minimum n’est pas visible.

5 Selection d’evenements W(en)bb
Recherche du boson de Higgs du modele standard de masse inferieure a 135 GeV en production associee (Etat final : Wbb) Bruit de fond principaux : Wbb, tt, top electrofaible Données prises entre avril 2002 et sep : Luminosité pb-1 Selection : Au moins un electron dans le calorimetre central || < 1.1 et pT> 20 GeV Energie transverse manquante > 25 GeV Au moins deux jets pT > 20 GeV avec || < 2.5 Longueur de désintégration ~ qques mm Collision Paramètre d’impact Vertex secondaire Produits de la désintégration d’un B Etiquetage de jets comme provenant de quark b en utilisant les proprietes des hadrons B : Temps de vie d’environ 1.6 ps Desintegration apres quelques mm Extrapolation des traces a un second vertex  Calcul d’une probabilité de temps de vie du jet (Jet LIfetime Probability).

6 Production W(en)bb Masse transverse du candidat W dans les evenements avec au moins 2 jets etiquetes,  25 GeV<MT(W)<125 GeV pour rejeter le bruit de fond QCD Nous observons 5 evenements, nous en attendons 6.9  1.8 Limite a 95% C.L. sur la section efficace de production de (Wbb) < 20.3 pb  Meilleure limite a l’heure actuelle (avec pT(partons) > 8 GeV et R(partons)>0.4)

7 Le modele standard sans Wbb est defavorise au niveau de 2 
Production W(en)bb Optimisation du signal Wbb  demande exactement 2 jets (reduction du tt) 2 evenements de donnees, compares a 2.5±0.5 Composition Wbb Wc(c) Wjj tt+t Others 1.4±0.4 0.3±0.1 0.1±0.03 0.6±0.2 Reduction supplementaire du bruit de fond  les 2 jets doivent etre simultanement etiquetes par les 3 algorithmes de DØ  2 evenements observes, 0.3±0.1 (Bruit de fond) + 0.6±0.2 Wbb (Signal) attendus Probabilite(B)=0.04 ; Probabilite(S+B)=0.23 Le modele standard sans Wbb est defavorise au niveau de 2 

8 Production W(en)H(bb)
Etude de la production associee d’un boson de Higgs du modele standard de masse 115 GeV dans les evenements selectionnes Erreurs systematiques : 2 evts. observes, 2.5±0.5 attendus Fenetre de masse [85-135] nous avons : 0 donnees 0.54 ± 0.14 bruit de fond attendus 0.03 ± 0.01 WH Source Uncertainty(%) Jet energy scale 14 Jet ID 7 b-tagging 11 Trigger & e ID 5 EM scale MC simulations 15 Total 26 Limite sur la production de (WH)B(Hbb) < 12.4 pb pour MH = 115 GeV a 95% C.L.

9 Comparaison CDF et DØ Resultats obtenus sont meilleurs que ceux de CDF du RunI (109 pb-1 avec Wen et Wmn) En terme de signal/bruit et signal/bruit ces resultats sont comparables a ceux de CDF RunII.

10 Conclusion Projet de recherche :
Analyse Wbb et WH sont les analyses officielles de DØ presentee aux conferences d’hiver 2004 la publication est en cours Participation sous forme d’affiche a Lepton-Photon 2003 Sejour d’un an sur le site de Fermilab durant lequel j’ai ete “expert on call” sur le calorimetre 4 notes internes ont ete ecrites 2 participation aux conferences (dont DIS avec presentation de ces resultats dans ceux de la recherche de Higgs au Tevatron) Projet de recherche : Contribution a ATLAS/CMS : sur leur calorimetre sur la physique Top ou Higgs Interet pour la R&D du collisionneur lineaire