Stéphanie Beauceron Thèse sera soutenue le 28 Mai 2004 sous la direction de Gregorio Bernardi dans DØ - LPNHE : Recherche du boson de Higgs dans le canal WH et étude de la production Wbb dans les collisions pp à 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 – Mention Bien 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 – Mention Assez-Bien Licence de physique de l’université Paris XI et 1 ière année de magistère de physique fondamentale de l’université Paris XI – Mention Assez-Bien Contributions : 4 notes internes 1 conférence 2 proceedings 1 article en préparation Participation aux rencontres de collaboration et aux JJC 2002 Thèmes abordés dans cet expose : Sur le calorimètre a argon liquide de DØ : – Mise en temps du système de calibration – Etude du seuil de la suppression de zéro Recherche du boson de Higgs à DØ Séjour d’un an sur le site de Fermilab durant lequel j’ai été “expert on call” sur le calorimètre

2 Calibration en temps : Permet d’uniformiser la réponse et ainsi d’améliorer la résolution en énergie par une réduction du terme constant Correction des constantes de calibration pour la différence en temps entre les canaux  différences importantes du temps pour les canaux électromagnétiques et hadroniques. Gain de 1% sur la résolution de la masse invariante Z  ee Canal électromagnétique Canal Hadronique Mise en temps du système de calibration de l’électronique de lecture du calorimètre

1.5  2.0  2.5  SE T (GeV) ME T (GeV) Evénements QCD Etude du seuil de la suppression de zéro Réduction du nombre de cellules à enregistrer par la suppression de zéro  des cellules ayant une énergie supérieure au seuil (  = la largeur de la distribution du piédestal)  Le seuil doit permettre une réduction du bruit sans détériorer le signal 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. 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 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 | cellules

Le RunII du Tevatron est approprié pour la recherche d’un boson de Higgs léger. Recherche en production associée WH  e bb Bruit de fond principaux : Wbb, tt, tb 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 au RunII du Tevatron

W(  e )bb 5 événements observés, 6.9  1.8 attendus Limite à 95% C.L.  (Wbb) 8 GeV et  R( partons )>0.4)  Meilleure limite 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 Mise en temps du système de calibration  Amélioration de 1% de la résolution sur la masse invariante Z  ee Le seuil de 2.5  permet d’extraire le signal provenant d’interaction élastique du bruit de fond Limite sur  (Wbb) < 20.3 pb Limite sur  (WH)B(H  bb) < 12.4 pb Les analyses Wbb et WH sont les analyses de DØ présentées aux conférences d’hiver 2004  leurs publications est en cours Présentation de ces résultats à DIS 2004 dans le cadre de la recherche de Higgs au Tevatron 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  Eveneme nts zero biais Evenement s de biais minimum Eveneme nts QCD Recherche d’un seuil qui permet de sortir le signal du bruit du calorimetre.