Kai WANG - Faculté des Sciences

Après la découverte d’un nouveau boson compatible avec le boson de Brout-Englert-Higgs du modèle standard de la physique des particules par les collaborations ATLAS et CMS dans les collisions proton-proton au LHC, différentes propriétés du boson H sont mesurées, entre autres la masse, le spin et la parité, la largeur totale, les couplages, les taux de désintégration, les sections efficaces différentielles et fiducielles, etc. Parmi ces mesures, la mesure de la largeur totale est particulièrement difficile. La largeur prédite par le modèle standard est d’environ 4,1 MeV, alors que la résolution de masse invariante dans les canaux de précision que sont le canal de désintégration en quatre leptons chargés ou le canal en deux photons, est de l’ordre de 1 GeV. Le but de cette thèse est de réaliser une mesure précise de la largeur totale du boson H, en utilisant une relation entre le taux de production de bosons H “off-shell" et le taux de production “on-shell", où la largeur totale intervient. Cette mesure est faite dans les canaux H->ZZ->4l et H->ZZ->2l2v, sur base des données récoltées par l’expérience CMS à une énergie de 13 TeV dans le centre de masse des collisions proton-proton, durant les années 2015-2018. Une description détaillée de l’analyse faite sur l’état final H->ZZ->2l2v est présentée, en mettant l’accent sur la mesure de l’efficacité d’identification des leptons chargés, de l’efficacité de déclenchement de l’expérience CMS, ainsi que sur la mesure du bruit de fond non-résonant. Après combinaison avec les analyses du spectre H->ZZ->4l on-shell et off-shell, la première évidence pour la contribution off-shell du boson H est observée, et la précision de la mesure de la largeur totale est améliorée de façon importante, avec pour résultat une valeur de 3, 2+2,4 −1,7 MeV, compatible avec la prédiction du modèle standard.