Thèse Étude de la Production de Paires de Bosons de Higgs dans Atlas H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Image, Cosmos et Simulation Laboratoire de recherche : Laboratoire de Physique des deux Infinis Irène Joliot-Curie Direction de la thèse : Giulia DI GREGORIO ORCID 000000027838576X Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-10T23:59:59 La découverte du boson de Higgs représente une avancée majeure en physique expérimentale des particules et a ouvert un tout nouveau champ d'études au LHC (Large Hadron Collider).
Cette découverte a fourni la pierre angulaire manquante du Modèle standard de la physique des particules, confirmant la validité du mécanisme de Higgs. D'énormes progrès ont été réalisés dans la détermination de la force des couplages du boson de Higgs aux fermions et aux bosons vecteurs, ainsi que dans la mesure précise de sa masse.
Parmi les prédictions du Modèle standard restant à vérifier expérimentalement figure l'auto-couplage trilinéaire de Higgs. La force de ce couplage est directement liée à la forme du potentiel de Higgs et est donc essentielle pour sonder la nature exacte de la brisure de symétrie électrofaible. Expérimentalement, l'auto-couplage trilinéaire de Higgs est accessible grâce à l'étude de la production de doubles bosons de Higgs. Ce processus est extrêmement rare, ce qui rend son observation très difficile. L'une des voies les plus prometteuses pour la production de di-Higgs est le cas où un boson de Higgs se désintègre en une paire de quarks b (Hbb), tandis que l'autre se désintègre en une paire de photons (H). Malgré le faible rapport de branchement du boson de Higgs en photons, ce canal offre une bonne sensibilité grâce à l'excellente résolution de masse invariante du système diphoton.
Un article récent d'ATLAS sur ce canal (HHbb) a produit les meilleurs résultats mondiaux sur la production de di-Higgs, avec une significativité d'environ un écart type. L'achèvement du Run-3 augmentera probablement les statistiques d'un facteur 1,5 et nous nous attendons, en améliorant l'analyse et en combinant avec d'autres canaux et l'autre expérience (CMS), à obtenir une évidence (plus de trois écarts types) de la production de di-Higgs d'ici quelques années.
Le travail portera principalement sur l'analyse de données et sera basé à Orsay. Le stagiaire rejoindra les efforts actuels du groupe sur l'analyse HHbb, contribuant à l'optimisation de la sélection d'événements grâce à l'intelligence artificielle (c'est-à-dire des techniques d'apprentissage automatique) afin d'améliorer la séparation du signal et des événements de fond. L'analyse sera réalisée à partir du nouveau jeu de données collectées au LHC et contribuera à améliorer notre compréhension de la production de paires de bosons de Higgs et de la forme du potentiel de Higgs. Analyse de l'ensemble du Run3 et du Run2 du LHC. Mise en evidence a 3 sigma de la production de paires de boson de Higgs

L'étudiant doit travailler en collaboration avec d'autres groupes. Une connaissance de Python ou C++ est demandée