Stéphanie Beauceron Thèse soutenue le 28 Mai 2004 réalisée 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 étude de la production Wbb dans les collisions pp a 1.96 TeV dans l'expérience DØ auprès du Tevatron de Fermilab DEA Particules, Noyaux, Atomes et Photons de l’université Claude Bernard de Lyon I et 3 ième année de magistère de physique fondamentale de l’université Paris XI Maîtrise de physique réalisée en ERASMUS à l’université de Manchester et 2 ième année de magistère de physique fondamentale de l’université Paris XI Licence de physique de l’université Paris XI et 1 ière année de magistère de physique fondamentale de l’université Paris XI Contributions écrites : 4 notes internes 1 conférence 2 proceedings 1 article en préparation Participation aux rencontres de collaboration et au JJC 2002 Thèmes abordés : Calibration en temps de l’électronique de lecture du calorimètre Etude de la suppression de zéro Recherche du boson de Higgs à DØ

2 Calibration en temps de l’électronique de lecture du calorimètre Hauteur de l’impulsion temps d'échantillonnage en accord avec le déclenchement temps augmentation du retard de l’impulsion 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 Effet d’environ 1%, gain de 1% sur la résolution de la masse invariante Z  ee Pour une bonne résolution du signal, il doit être mesure à son maximum

1.5  2.0  2.5  SE T (GeV) ME T (GeV) Evénements QCD Etude de la suppression de zéro Etude de l’énergie transverse manquante (ME T ) en fonction de l’énergie transverse scalaire (SE T ). ME T =  ((  p T. cos(  )) 2 + (  p T. sin(  ) 2 )) SE T =  |p T | Difficile d’enregistrer les cellules du calorimètre  Enregistrement des cellules ayant une énergie supérieure au seuil (  = la largeur de la distribution du piédestal) Etude de 3 niveaux de seuil : 1.5 , 2.0 , 2.5  Pour un seuil de 2.0  ou de 1.5 , le signal de physique des événements de biais minimum n’est pas visible. SE T (GeV) ME T (GeV) 1.5  2.0  2.5  Evénements zéro biais 1.5  2.0  2.5  SE T (GeV) ME T (GeV) Evénements de biais minimum ME T est ajustée par une fonction : p0 + p1 x SE T + p2 x  SE T cellules

Etat final : Wbb Bruit de fond principaux : Wbb, tt, top électrofaible Sélection des données : Données prises entre avril 2002 et sep : Luminosité pb -1 Un électron central |  | 20 GeV Energie transverse manquante > 25 GeV Au moins deux jets p T > 20 GeV avec |  | < GeV<M T (W)<125 GeV Etiquetage de jets comme provenant de quark b en utilisant les propriétés des hadrons B : Temps de vie d’environ 1.6 ps  Désintégration après quelques mm  Extrapolation des traces à un second vertex  Calcul d’une probabilité de temps de vie du jet (Jet LIfetime Probability). Longueur de désintégration ~ qques mm Collision Paramètre d’impact Vertex secondaire Produits de la désintégration d’un B Recherche du boson de Higgs du modèle standard de masse inférieure à 135 GeV en production associée

W(  e )bb 5 événements observes, 6.9  1.8 attendus Limite à 95% C.L.  (Wbb) 8 GeV et  R( partons )>0.4)  Meilleure limite a l’heure actuelle (améliore notre limite présentée à Lepton-Photon de 33.4 pb avec pb -1 de luminosité) Optimisation du signal Wbb  demande exactement 2 jets  2 événements de données, comparés à 2.5±0.5 Réduction supplémentaire du bruit de fond  les 2 jets simultanément étiquetés par les 3 algorithmes de DØ  2 événements observés, 0.3±0.1 (Bruit de fond) + 0.6±0.2 Wbb (Signal) attendus Probabilité(B)=0.04 ; Probabilité(S+B)=0.23 Le modèle standard sans Wbb est défavorisé au niveau de 2 

W(  e )H(  bb) Optimisation du signal :  demande exactement 2 jets 2 evts. observés, 2.5±0.5 attendus Fenêtre de masse [85-135] : 0 données 0.54 ± 0.14 bruit de fond attendus 0.03 ± 0.01 WH Limite à 95% C.L.  (WH)B(H  bb) < 12.4 pb pour M H = 115 GeV Résultats obtenus sont meilleurs que ceux de CDF du RunI (109 pb -1 avec W  e et W  ) et ils sont en cours de publication

Conclusion Analyse Wbb et WH sont les analyses de DØ présentées aux conférences d’hiver 2004  leurs publications est en cours Séjour d’un an sur le site de Fermilab durant lequel j’ai été “expert on call” sur le calorimètre 4 notes internes ont été écrites Présentation de ces résultats à DIS 2004 dans le cadre de la recherche de Higgs au Tevatron Participation sous forme de poster à Lepton-Photon 2003 Projet de recherche : Contribution à ATLAS/CMS :  sur leur calorimètre  sur la physique Top ou Higgs

Production W(  e )bb Optimisation du signal Wbb  demande exactement 2 jets (reduction du tt)  2 evenements de donnees, compares a 2.5±0.5 Wbb Wc(c ) Wjjtt+t Other s 1.4± ± ± ± ±0. 03 Composition Probabilite(B)=0.04 ; Probabilite(S+B)=0.23 Le modele standard sans Wbb est defavorise au niveau de 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

Comparaison CDF et DØ Resultats obtenus sont meilleurs que ceux de CDF du RunI (109 pb -1 avec W  e et W  En terme de signal/bruit et signal/  bruit ces resultats sont comparables a ceux de CDF RunII. Etude de la production associee d’un boson de Higgs du modele standard de masse 115 GeV dans les evenements selectionnes

ME T est ajustee par une fonction : p0 + p1 x SE T + p2 x  SE T Pour un seuil de 2.0  ou de 1.5 , le signal de physique des événements de biais minimum n’est pas visible. 1.5  2.0  2.5  SE T (GeV) ME T (GeV) 1.5  2.0  2.5  SE T (GeV) ME T (GeV) SE T (GeV) ME T (GeV) 1.5  2.0  2.5  Evenem ents zero biais Evenement s de biais minimum Evenem ents QCD Recherche d’un seuil qui permet de sortir le signal du bruit du calorimetre.