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 : 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 2000-2001 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 1999-2000 Maitrise de physique realisee en ERASMUS a l’universite de Manchester et 2ieme annee de magistere de physique fondamentale de l’universite Paris XI 1998-1999 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

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

Energie transverse manquante et énergie transverse scalaire Enregistrement des 55000 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).

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.

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. 2003 : Luminosité 174.3 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).

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)

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 

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.

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.

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