Soumya DANSANA - Faculté des Sciences

Titre de la thèse: "Search for light scalar particles from Higgs boson decays in exclusive final states with two muons and two hadrons at the CMS experiment"
Résumé:
Le modèle standard de la physique des particules a remarquablement bien réussi à décrire la matière et ses interactions à l’échelle subatomique. Il existe toutefois certaines observations importantes qui ne s’inscrivent pas dans le cadre du modèle standard, comme l’existence et la nature de la matière noire.

Les extensions théoriques, appelées théories au-delà du modèle standard (BSM), proposent souvent de nouvelles particules qui peuvent être produites dans des expériences à haute énergie telles que CMS au collisionneur LHC.

Dans cette thèse, nous présentons une recherche de nouvelles particules scalaires de masse O(GeV) dans des états finaux exclusifs avec des muons et des hadrons légers. La recherche cible les désintégrations exotiques du boson de Higgs en une paire de bosons scalaires identiques prompts ou à longue durée de vie, avec des longueurs de désintégration propres pouvant atteindre 100 mm et des masses comprises entre 0,4 et 2,0 GeV.

Cette fenêtre de masse correspond à un espace de phase unique où les désintégrations hadroniques consistent principalement en paires d’hadrons légers. L’analyse utilise les données de collisions proton-proton produites au LHC en 2016–2018 à une énergie dans le centre de masse de 13 TeV et collectées par le détecteur CMS.

L’analyse atteint une sensibilité unique aux masses de bosons scalaires très légers et démontre une nouvelle approche pour étudier les désintégrations hadroniques de bosons scalaires légers.

En parallèle, une étude de la résolution en énergie des jets dans l’expérience CMS est menée à partir de l’ensemble de données de 2018 afin de contribuer aux efforts en cours d’étalonnage des jets. Une étude de validation comparant deux méthodes différentes utilisées au sein de la collaboration CMS est également réalisée dans le cadre de ces travaux.