Dissertations / Theses: 'Paire de quarks'

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Barbe, William. "Recherche de résonances se désintégrant en paire de quarks top-antitop avec l'expérience ATLAS." Thesis, Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC032/document.

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Abstract:

Le Modèle Standard de la physique des particules décrit trois des quatre interactions fondamentales et toutes ses prédictions ont été confirmées expérimentalement. Cependant, il reste encore des questions auxquelles le Modèle Standard ne peut répondre. Plusieurs pistes théoriques sont explorées et certaines prédisent de nouvelles particules se désintégrant en paire de quarks top-antitop qui pourraient être observé par le détecteur ATLAS auprès du collisionneur LHC.À partir de 2026, le LHC redémarrera après avoir fait l'objet d'une importante phase d'amélioration afin d'augmenter sa luminosité. C'est dans ce contexte que s'inscrivent les études réalisées sur FATALIC, une puce qui a été proposée pour le remplacement de l'électronique frontale du calorimètre hadronique à tuiles d'ATLAS. Les études ont montré que FATALIC est capable de reconstruire les paramètres d'un signal analogique en utilisant trois canaux de gain et un changement de gain dynamique. Les simulations ont démontré que les performances attendues de la voie rapide de FATALIC entraient dans les spécifications demandées.Ensuite, a été présentée une recherche de nouvelles résonances se désintégrant en paire de quarks top-antitop, utilisant 36,1 fb-1 de données issues des collisions proton-proton à 13 TeV au LHC pendant les années 2015 et 2016. Cette recherche s'est concentrée sur le canal de désintégration semi-leptonique de la paire top-antitop, où l'état final possède une signature comprenant exactement un lepton, des jets hadroniques et de l'énergie transverse manquante. L'estimation du bruit de fond multi-jets a été présentée en détail. Une recherche dans le spectre de masse invariante de la paire top-antitop a été effectuée pour les deux topologies résolue et boostée et la compatibilité des données par rapport aux prédictions du Modèle Standard a été testée. Aucune déviation significative par rapport aux prédictions du Modèle Standard n'a été trouvée et des limites sur les sections efficaces de production de signaux issus des modèles considérés furent mises.Les difficultés rencontrées lors de l'estimation des bruits de fond et du pré-traitement des incertitudes systématiques pour l'analyse à 36,1 fb-1 ont motivé la recherche d'une nouvelle méthode pour l'estimation du bruit de fond globale. L'algorithme Décomposition Fonctionnelle (FD) est une nouvelle méthode permettant de rechercher de nouvelles particules dans un spectre de masse invariante, en séparant la contribution du bruit de fond de celles des contributions résonantes. FD a été testé dans le but de vérifier ses performances sur des pseudo-données des analyses top-antitop et « 4t BSM ». Dans un premier temps, des tests ont été menés sur la propension de FD à créer de faux signaux dans les spectres de masses invariantes. La première version s'est montrée sensible à ce problème. FD a ensuite été amélioré pour réduire la sensibilité à la création de faux signal. Enfin, des études d'injections de signal ont été réalisées et FD a montré des difficultés à modéliser la contribution du signal et à la séparer du bruit de fond pour des largeurs de signal supérieures à 3% The Standard Model of particle physics describes three of the four fundamental interactions and all of its predictions have been experimentally confirmed. However, there are still questions that the Standard Model cannot answer. Several theoretical models are being explored and some predict new resonances that would decay into a top-antitop quarks pair that could be observed by the ATLAS detector at the LHC collider.In 2026, the LHC will restart after a significant improvement phase to increase its luminosity. It's in this context that the studies on FATALIC, a chip that has been proposed for the replacement of the front-end electronics of the ATLAS hadronic tile calorimeter, were achieved. The studies showed that FATALIC was able to reconstruct the parameters of an analog signal using three gain channels and a dynamic gain switch. The simulations showed that the expected performance of FATALIC's fast channel was within the required specifications.Then, a search for new particles decaying into a top-antitop quarks pair was presented, using 36.1 fb-1 data from the proton-proton collisions at 13 TeV of the LHC for the years 2015 and 2016. This search concentrate on the semi-leptonic decay channel of the top-antitop quarks pair, where the final state has a signature with exactly one lepton, hadronic jets and missing transverse energy. The estimate of the multi-jets background noise was presented. A search in the top-antitop invariant mass spectrum was performed in the two topology resolved and boosted and the compatibility of the data with respect to the Standard Model predictions was tested. No significant deviation from the Standard Model's predictions was found and limits on benchmark models signal cross sections were set.The difficulties encountered in estimating the background noises and on the profiling of the systematic uncertainties for the 36.1 fb-1 analysis has motivated the search for a new method to perform the global background estimate. The Functional Decomposition (FD) algorithm is a new method to search for new particles in an invariant mass spectrum, separating the contribution of the background noise to those of the resonant contributions. FD has been tested to verify its performance on pseudo-data from the top-antitop and « 4t BSM » analyses. First, tests were conducted to check if FD was creating spurious signal. The first version suffered of this problem and FD was then improved to reduce the amount of spurious signal. Finally, signal injection studies were carried out and FD showed difficulties to model the signal's contribution and to separate it from the background noise for signal with widths greater than 3%

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Tram, Vi-Nham. "Etude de la production du J/v dans les collisions or-or à 200GeV par paire de nucléons dans l'expérience PHENIX." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2006. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001917.

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Abstract:

Parmi les signatures proposées pour l'observation du plasma de quarks et de gluons (PQG), l'une des plus prometteuses est la suppression des résonances quark-antiquark de saveurs lourdes par effet d'écran de couleur. Les premières mesures auprès du SPS du CERN ont montré une "suppression anormale" de la production du J/psi (résonance ccbar) dans les collisions centrales. La mesure de cette production dans différents systèmes et à différentes énergies de collisions pourrait permettre de conclure quant à la formation du PQG. Cette recherche se poursuit maintenant auprès de l'accélérateur RHIC, dont l'énergie dans le centre de masse est dix fois supérieure à celle obtenue au SPS. Le travail exposé dans cette thèse porte sur l'étude de la production du J/psi mesuré via son mode de déintégration e! n paires de muons, par l'expéience PHENIX dans les collisions Au-Au à 200 GeV par paire de nucléons. L'étude de la production du J/psi en fonction de la centralité des collisions montre une suppression d'un facteur 3 dans les collisions les plus centrales par rapport à la simple proportionalité avec le nombre de collisions binaires nucléon-nucléon. Pour comparer les résultats obtenus dans les collisions or-or à ceux des collisions proton-proton, les "effets nucléaires froids" doivent être pris en compte. Ils ne suffisent pas à expliquer la suppression observée, suggèrant l'existence de mécanismes supplémentaires. Les modèles qui prennent en compte la recombinaison du J/psi semblent mieux reproduire cette suppression. Néanmoins, l'ensemble de ces résultats est compatible avec le scénario selon lequel seules les résonances chi_c et psi' subissent l'écrantage de couleur.

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Arleo, François. "Etude de l'interaction d'une paire CC avec la matière hadronique." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2001. http://www.theses.fr/2001STR13185.

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Levêque, Jessica. "Recherche d'un boson de Higgs léger produit en association avec une paire de quarks top dans l'expérience ATLAS." Aix-Marseille 2, 2003. http://www.theses.fr/2003AIX22024.

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Leveque, Jessica. "Recherche d'un boson de Higgs leger produit en association avec une paire de quarks top dans l'experience ATLAS." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003738.

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Abstract:

L'un des principaux objectifs de l'experience ATLAS est la recherche de la derniere particule manquante du modele standard, le boson de Higgs, et l'etude de ses proprietes. Cette experience sera placee aupres du futur collisionneur de protons LHC, dont le demarrage est prevu pour l'annee 2007 au CERN. Les travaux presentes dans cette these sont dedies a la recherche d'un boson de Higgs de masse inferieure a 200 GeV/c2, dans le canal de production associee pp->ttH. L'identification des jets contenant des hadrons beaux est fondamentale pour l'etude du boson de Higgs et du quark top. Les performances d'etiquetage des jets b sont etudiees en details dans le canal ttH, H->bb, et pour des conditions de fonctionnement tres proches de celles attendues au demarrage des prises de donnees, (detecteur a pixels incomplet, bruit d'empilement et inefficacites de detection). Pour une efficacite d'identifcation de jets b de 60%, les taux de rejet attendus sont de 80% pour les jets legers et 7% pour les jets c. Si la decouverte du boson de Higgs dans ATLAS semble relativement aisee, la mesure de ses parametres, et en particulier la determination des couplages aux differents fermions, est beaucoup plus delicate. Une etude de faisabilite est proposee pour un nouveau canal, ttH, H->WW(*). Ce canal est le seul qui permet une determination directe du couplage de Yukawa du quark top dans l'intervalle de masse 130-200 GeV/c2. Pour un boson de Higgs de 160 GeV/c2, la precision statistique attendue apres trois annees de prise de donnees a haute luminosite est de 7 %.

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Yang, Xuan. "Mesure de la production du boson de Higgs standard en association avec une paire de quarks top et antitop et recherche d'un boson de Higgs chargé se désintégrant en une paire de quarks top et bottom à l'aide du détecteur ATLAS au LHC." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALY015.

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Abstract:

Le champ Higgs joue un rôle important dans le modèle standard (SM). Il est non seulement responsable de la génération des particules élémentaires, mais aussi du seul champ scalaire du SM. L'étude du boson de Higgs est devenu l'un des sujets les plus populaires au LHC. Il fournit une excellente occasion de sonder les prédictions du SM et de rechercher des signes de nouvelle physique. La nouvelle physique au-delà du SM a généralement un scénario de Higgs plus compliqué et prévoit plus d'un boson de Higgs, et en particulier des bosons de Higgs chargés. La recherche de ces nouvelles particules nous donnera un aperçu direct de la nouvelle physique.Dans cette thèse, deux contributions principales sont présentées : la recherche d'un boson de Higgs lourd et chargé (H +) se désintégrant en t b et la recherche de la production de t t H dans les états finaux multileptoniques. La recherche de H + est réalisée sur les données collectées par le détecteur ATLAS en 2015 et 2016, correspondant à une luminosité intégrée de 36,1 fb-1. Aucun excès significatif de signal H + au-dessus des bruits de fond du SM n'a été observé dans la gamme de masse de 200 GeV à 2000 GeV. La plus grande déviation de l'hypothèse SM seule, obtenue à partir de l'ajustement est observée à 300 GeV, correspondant à une valeur locale de p0 de 1,13%. La recherche de la production de t t H dans l'état final multileptonique est réalisée avec des données collectées au cours de la période 2015-2017, correspondant à une luminosité intégrée de 79,9 fb-1. Le couplage Yukawa du boson de Higgs et du quark top peut être directement déterminé à partir de la mesure de la section efficace de production de t t H. Cette analyse vise l'observation de la production de t t H en utilisant uniquement des états finaux multileptoniques. Il existe six états finaux définis par le nombre de leptons légers (électrons ou muons) et de taus hadroniques, et 25 catégories d'événements pour rechercher le signal t t H et estimer les faux leptons simultanément. Les études de l'état final avec deux leptons de même signe et un tau hadronique sont discutées en détail. Un excès d'événements t t H par rapport aux autres processus du SM est observé avec une significance observée (attendue) de 1,8 σ (3,1 σ). La section efficace de production de t t H mesurée est de 294 (+ 182 / -162) fb, ce qui est cohérent avec la prédiction SM The Higgs field plays an important role in the Standard Model (SM). It is not only responsible for elementary particles generation but also the only scalar field in the SM. Hence study of the Higgs boson becomes one of the most popular topics at LHC. It provides a great opportunity to probe the SM predictions and search for beyond SM evidence. New physics beyond the SM usually has a more complicated Higgs scenario and predict more than one Higgs boson, such as a charged Higgs boson. Searching for these new particles will give us a direct hint of new physics.In this thesis, two main contributions are presented, searching for a heavy charged Higgs boson (H +) decaying to t t H and searching for H + production in multilepton final states. The search for H + is performed with data collected by the ATLAS detector in 2015 and 2016, corresponding to an integrated luminosity of 36.1 fb-1. There is no significant excess of H + signal over the SM backgrounds observed in the mass range from 200 GeV to 2000 GeV. The largest deviation from the SM hypothesis obtained from the fit is observed at 300 GeV, corresponding to a local p0 de 1,13%. The search for t t H prodcution in multilepton final state is performed with data collected during 2015-2017, corresponding to an integrated luminosity of 79.9 fb-1. The Yukawa coupling of the Higgs boson and top quark can be directly determined from the measurement of t t H production cross section. This analysis aims at observation of t t H production using only multilepton final states. There are six final states defined by the number of light leptons (electrons or muons) and hadronic taus, and 25 event categories to search for t t H signal and estimate fake leptons simultaneously. The studies in the final state with two same-sign leptons and one hadronic tau is discussed in detail. An excess of t t H events over other SM backgrounds is found with an observed (expected) significance of 1,8 σ (3,1 σ). The measured t t H production cross section is 294 (+ 182 / -162) fb, which is consistent with the SM prediction

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Le, Quilleuc Eloi. "Etude de la production de boson de Higgs en association avec une paire de quarks top-antitop dans l'expérience ATLAS." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS205/document.

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Abstract:

J'ai pris part à la recherche du boson de Higgs dans l'expérience ATLAS avec l'étude de l'état final comprenant une paire de quark top anti-top accompagnée d'un boson de Higgs, dit ttH. Je me suis spécialisé sur le canal boostés, dans lequel quarks top et boson de Higgs sont émis à haute énergie.La mesure de la section efficace du processus physique pp -> ttH permet de tester la validité du Modèle Standard de la physique des particules, qui prédit le mécanisme d'interaction entre quark top et boson de Higgs I took part in the Higgs boson search in the ATLAS experiment with the study of the final state of a top anti-top quark pair accompanied by a Higgs boson, called ttH. I have been focused on the boosted channel, in which top quarks and Higgs bosons are emitted at high energy.The measurement of the cross-section of the physical process pp -> ttH enables to test the validity of the Standard Model of particle physics, which predicts the mechanism of interaction between quark top and Higgs boson

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SAADI, FOUZIA. "Mesure de la largeur partielle de desintegration du boson z en paire de quarks beaux par des methodes de double etiquetage dans aleph." Clermont-Ferrand 2, 1994. http://www.theses.fr/1994CLF21615.

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Abstract:

Les interactions faibles et electromagnetiques sont unifiees dans le cadre d'une theorie appelee modele standard electrofaible. Celui-ci a passe plusieurs tests de grande precision grace aux mesures experimentales effectuees a lep. Cependant, il comporte plusieurs parametres libres dont la masse du quark top et celle du boson de higgs qui ne sont pas determinees a l'heure actuelle. Aux energies de lep, ces deux parametres sont en principe accessibles via l'etude des corrections radiatives. L'observable r#b definie comme le rapport de la largeur partielle de desintegration du boson z en paires de quarks beaux sur sa largeur hadronique totale, presente une sensibilite specifique par rapport a la masse du quark top due aux corrections au vertex zbb. La mise en evidence de tels effets necessite toutefois de mesurer r#b avec une precision relative d'au plus 1% et donc de minimiser l'influence des sources d'erreurs systematiques. Pour ceci, nous avons developpe des methodes dites de double etiquetage exploitant toutes les caracteristiques des quarks beaux: d'une part, sa grande masse (m#b5 gev/c#2) et, d'autre part, la grande duree de vie des hadrons beaux (<#b>1. 5 ps). A partir de l'analyse de 1. 2 million d'evenements hadroniques zqq collectes par aleph entre 1990 et 1992, nous avons obtenu: r#b=0. 22270. 0023(stat. )0. 0027(syst. ) soit une precision relative de 1. 6% qui nous permet d'envisager la precision relative desiree de 1 % a la fin de lep 100

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Portillo, Quintero Dilia María. "Recherche de la matière sombre produite en association avec un boson de Higgs se désintégrant dans une paire de quark b avec le détecteur ATLAS." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS208.

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Abstract:

Une recherche de la production de matière noire associée à un boson de Higgs se décomposant en b-quarks est effectuée à l'aide de collisions pp à une énergie de centre de masse de √s = 13 TeV. L'ensemble de données a une luminosité intégrée de 80fb − 1 et a été enregistré avec le détecteur ATLAS du grand collisionneur de hadrons. Les événements de collision sélectionnés comprennent un grand moment transversal manquant et deux jets à petit rayon marqués b ou un seul jet à grand rayon contenant deux sujets marqués b. L'identification de ces sujets est basée sur un algorithme de jet dans lequel le paramètre de rayon est réduit à mesure que le moment transversal augmente. De plus, avec l'aide d'une nouvelle technique de reconstruction, l'absence de signification de la quantité de mouvement transversale manquante basée sur les objets, il est démontré que le fond provenant d'interactions fortes pures peut être rejeté avec succès. Les résultats sont interprétés dans le contexte d'un modèle simplifié (Z′-2HDM) décrivant l'interaction de la matière noire et des particules du modèle standard via de nouvelles particules lourdes de médiateur. Des limites indépendantes du modèle sur la section transversale de référence pour la production manquante de quantité de mouvement transverse de Higgs + sont également fournies A search for dark matter production in association with a Higgs boson decaying to b-quarks is performed using pp collisions at a centre-of-mass energy of √s=13TeV. The dataset has an integrated luminosity of 80fb−1 and was recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. Selected collision events comprise large missing transverse momentum and either two b-tagged small radius jets or a single large radius jet containing two b-tagged subjets. The identification of these subjects is based on a jet algorithm where the radius parameter is shrinked as the transverse momentum increases. Also, with the help of a novel reconstruction technique, the object-based missing transverse momentum significance, it is shown that background coming from pure strong interactions can be successfully rejected. The results are interpreted in the context of a simplified model (Z′-2HDM) which describes the interaction of dark matter and standard model particles via new heavy mediator particles. Also model independent limits on the fiducial cross-section for Higgs + missing transverse momentum production are provided

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Vlimant, Jean-Roch. "Mesure de la section efficace de production de paires de quarks top / anti-top dans des collisions protons / anti-protons à √s[racine de s] égale à 1. 96 TeV auprès de l'expérience DØ." Paris 6, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011503.

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Kucher, Inna. "Search for the Higgs boson decaying to two photons and produced in association with a pair of top quarks in the CMS experiment." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS181/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, la mesure des propriétés du boson de Higgs dans le canal de désintégration en deux photons avec l'expérience CMS au Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) est présentée. L'objectif de ce travail est l’étude du mode de production associé à une paire de quark top (tṫH). Ce mode représente le seul accès direct au couplage de Yukawa du quark top, un paramètre fondamental du Modèle Standard. Le mode de production tṫH est un processus très rare. Il est de l'ordre de deux ordres de grandeur plus petits que la production principale du boson de Higgs par fusion de gluons. À 13 TeV, le mode de production ttH est environ 4 fois plus grand qu'à 8 TeV. Cette thèse reprend les études réalisées à 8 TeV, où l’échantillon de données ne suffisait pas pour établir une observation de ce mode de production. Bien que le canal en deux photons ne soit pas celui qui présente le plus grand rapport de branchement (seulement 0,2%), il est très prometteur en raison de son excellente résolution en masse (1%). De plus, sa signature est très propre dans le détecteur. Le canal de désintégration en deux photons est particulièrement intéressant puisqu'il s'agit du seul canal permettant l'étude de tous les modes de production : la fusion de gluons, la fusion de bosons vecteurs, les productions associées avec des bosons W ou Z ou avec une paire de quarks top. Le document commence par une introduction théorique du Modèle Standard et la physique du boson de Higgs au LHC, suivie d'une description du détecteur CMS. Pour obtenir une excellente résolution de masse dans le canal de désintégration en deux photons , le calorimètre électromagnétique doit être calibré. Le système de monitorage de la transparence des cristaux du calorimètre électromagnétique de CMS par le système laser joue un rôle important dans la chaîne d'étalonnage et est décrit en détail. Sur le long terme, le système de monitorage laser devra être amélioré car le niveau de rayonnement influence son électronique. Je présente mon travail sur l'amélioration possible du système de monitorage laser, ainsi que l'étude de sa précision possible. L'analyse inclusive H → ᵞᵞ a eu plusieurs itérations pour les conférences en 2016 et 2017. La stratégie pour 2017 est décrite dans ce document. Une classification des événement sert à maximiser la significance du signal et à étudier les modes spécifiques de production du boson de Higgs. Mes contributions à l'analyse H → ᵞᵞ consistent en l'identification du vertex primaire, l'identification du photon et l'étude du mode de production tṫH. Chaque contribution est décrite en détail dans des chapitres dédiés. L'analyse tṫH, H → ᵞᵞ est présentée pour deux itérations en 2016 et 2017, en mettant l'accent sur les améliorations dans l'analyse de 2017. Enfin, les résultats de l'analyse inclusive et tṫH, H → ᵞᵞ, en utilisant l'ensemble complet de données 2016 correspondant à une luminosité intégrée de 35,9 fb-1, sont présentés In this thesis, the measurement of the Higgs boson properties in the diphoton decay channel with the CMS experiment at the Large Hadron Collider (LHC) is presented. The focus of this work is the tṫH production mode, as it is the only direct access to the top quark Yukawa coupling, a fundamental parameter of the Standard Model. tṫH is a very rare process, two orders of magnitude smaller than the dominant Higgs boson production by gluon fusion. At 13 TeV, ttH production is about 4 times larger than at 8 TeV. This thesis takes over the studies performed at 8 TeV, where the statistics was not enough for an observation of ttH. Despite a very small branching ratio (only about 0.2%), the two photons decay channel of the Higgs boson is very promising, because of its excellent mass resolution (about 1%). Moreover, its signature in the detector is very clear. The diphoton decay channel is also of particular interest as it is the only channel allowing the study of all production modes: gluon fusion, vector boson fusion, associated productions with a W or a Z bosons, or with a top quark pair.The document starts with a theoretical introduction about the Standard Model and Higgs boson physics at LHC, followed by a description of the CMS detector. To achieve an excellent mass resolution in the H → ᵞᵞ channel, the electromagnetic calorimeter has to be calibrated. The laser monitoring system plays an important role in the calibration chain and it is described in details. On the long term, the laser monitoring system will have to be upgraded as level of radiation influences its electronics. I present my work on the possible upgrade of the laser monitoring system, along with the study of its possible precision.H → ᵞᵞ inclusive analysis had several iterations for conferences in 2016 and 2017. The strategy for 2017 is described in this document. An event classification is used to maximize the signal significance and to study specific Higgs boson production modes. My contributions to the H → ᵞᵞ analysis are primary vertex identification, photon identification and the study of the tṫH production mode. Each contribution is described in details in dedicated chapters. The tṫH, H → ᵞᵞ analysis is shown for two iterations in 2016 and 2017, with the emphasis on improvements in 2017 analysis. Finally, the results of the inclusive and tṫH, H → ᵞᵞ analysis, using the full 2016 dataset corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb-1, are shown

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Hadef, Asma. "Recherche de la production du boson de Higgs en association avec une paire de quarks top dans les canaux avec deux leptons de même charge à partir du détecteur ATLAS au LHC." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0230/document.

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Abstract:

Le Grand Collisionneur de Hadrons (Large Hadron Collider, LHC) du CERN a redémarré au printemps 2015 pour trois ans (Run 2) avec une énergie dans le centre de masse de 13 TeV.Une mesure précise de l’efficacité de reconstruction des électrons avec le détecteur ATLAS au LHC, est présente dans la première partie de cette thèse en utilisant les données récoltées au cours de l’année 2015. Cela a permis d’extraire les rapports d’efficacité de reconstruction des électrons, lesquels sont utilisés par toutes les analyses d’ATLAS impliquant des électrons. Les résultats montrent d'une part une grande efficacité de reconstruction des électrons avec le détecteur ATLAS, et une bonne compréhension de ses performances d’autre part.La seconde partie de ce manuscrit est dédiée à la recherche de la production associée du boson de Higgs avec une paire de quarks top (bar), qui pourrait permettre une première mesure directe du couplage de Yukawa entre le boson de Higgs et le quark top. Une déviation dans la mesure par rapport aux prédictions du Modèle Standard serait une preuve manifeste de Nouvelle Physique. La signature de l’état final avec deux leptons de même charge électrique électrons ou muons) est examinée en utilisant les premiers 10\% du total de données attendues pour le Run 2. Une méthode améliorant l'estimation des événements avec de faux (non-prompt) leptons a développé}e et est discutée en détails dans ce rapport The Large Hadron Collider (LHC) at CERN restarted in spring 2015 for three years (Run2) at an unexplored center-of-mass energy of 13 TeV. A precise measurement of electron reconstruction efficiency in ATLAS, one of the two general purpose experiments of the LHC, is presented in the first part of this thesis with $Zee$ data sample recorded in 2015. This allows to extract scale factors between data and simulation that are used by all ATLAS physics analyses involving electrons. The results show the high ability of the ATLAS detector to reconstruct electrons from one hand and the good understanding of its performance on the other hand. The second part of the thesis is dedicated to a search for the Higgs boson production in association with a top quark pair (ttH), which could allow a first direct measurement of the top quark Yukawa couplingand could reveal new physics. The signature with two same-charge light leptons (electron or muon) without a hadronically decaying tau lepton final state is examined using the first 10% of the total expected Run2 dataset. Events with fake (non-prompt) leptons represent the main reducible background of this signature. An improved method to estimate it has been developped and is discussed in details in this thesis. Driving the total error, fake leptons background is found to be 1.5 to 3.6 times higher than in simulation and represent between 32 and 48% of the total background. The best-fit value of the ratio of observed and Standard Model cross sections of ttH production process, combining with other multilepton channels, is 2.5±0.7(stat)+1.1-0.9(syst), and an upper limit on this ratio of 4.9 (2.3 expected) is found at 95% confidence level

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Cinca, Diane. "Etude de la production de paires de quarks TOP avec ATLAS au LHC, mesure de la masse du quark TOP." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00653792.

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Abstract:

Découvert en 1995 à Fermilab, le quark top est le dernier quark découvert. La mesure de ses propriétés permet de tester les prédictions du Modèle Standard et de contraindre la masse du boson de Higgs. De par ses propriétés, le quark top est aussi un partenaire privilégié dans la recherche de particules de Nouvelle Physique attendues à l'échelle du TeV. Ce travail de thèse, effectué auprès du détecteur ATLAS au LHC, présente les méthodes mises en oeuvre afin de mesurer la masse du quark top dans sa désintégration semileptonique. Différentes méthodes de reconstruction des évènements top sont présentées ainsi qu'une analyse dédiée basée sur les arbres de décision boostés. Ses performances sont quantifiées. La mesure précise de la masse du quark top nécessite une compréhension approfondie de l'échelle en énergie des jets. Deux stratégies sont présentées afin de calibrer les jets légers et les jets issus de quark b à l'échelle partonique. Les performances d'un ajustement cinématique appliqué à la mesure de la masse du quark top sont présentées. Une mesure de la masse du quark top est extraite en utilisant une définition de la masse calibrée à l'échelle partonique.

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Gellerstedt, Karl. "Top Quark Pair Production in ATLAS." Doctoral thesis, Stockholms universitet, Fysikum, 2012. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-79130.

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Abstract:

The Large Hadron Collider (LHC) at the international particle physics laboratory CERN in Switzerland is currently the most powerful particle accelerator on earth. This thesis presents analyses of proton-proton collisions at the energy √s = 7 TeV, recorded by ATLAS, one of the detectors at the LHC. The goal of the LHC and its detectors is to find new phenomena not described by the Standard Model (SM) of particle physics.The top quark is the heaviest known elementary particle and it is produced in very large numbers at the LHC. Measuring the production cross-section of top pairs (ttbar) is important for many reasons: for validating the strong production mechanism of the SM, for commissioning and calibration of the detector and analysis software and because several scenarios for physics beyond the SM predict changes to the ttbar production cross-section.Five different measurements of the ttbar cross-section will be presented in this thesis. The first three are measurements of the total cross-section, the fourth is a simultaneous measurement of the ttbar, Zττ and WW cross-sections and the fifth is a measurement of the relative differential ttbar cross-section. The most accurate measurement of the total cross-section is 176 pb with a total uncertainty of 9%, and the relative differential cross-section for ttbar-masses above ~ 1 TeV is 0.007 1/TeV with an uncertainty of 43%. Both values agree with the SM predictions.Measurements or searches in particle physics often have to be conducted in the presence of uninteresting background processes. Reducing and providing estimates of these backgrounds is one of the main analysis tasks. Many backgrounds can be simulated with sufficiently good accuracy. However, the background due to mis-identified leptons cannot be accurately simulated. This thesis presents and evaluates a method for estimating this background from data, and this is then used in the total ttbar cross-section measurements. LHC (Large Hadron Collider) vid det internationella partikelfysiklaboratoriet CERN i Schweiz är för närvarande världens mest kraftfulla partikleaccelerator. I den här avhandlingen presenteras anlyser av proton-protonkollisioner vid $\sqrt{s}=7\TeV{}$, registrerade med ATLAS som är en av detektorerna vid LHC. Målet med LHC och dess detektorer är att upptäcka nya fenomen som inte kan beskrivas av partikelfysikens nuvarande standardmodell (SM). Toppkvarken är den tyngsta elementarpartikeln man känner till och den produceras i stort antal vid LHC. Att mäta produktionstvärsnittet för par av topkvarkar (\ttbar{}) är viktigt av flera skäl: för att validera den starka produktionsmekanismen i SM, och för att testa och kalibrera detektorn och analysverktygen. Dessutom förutsäger flera teoretiska utvidgningar av SM ändringar av tvärsnittet för \ttbar{}. Fem olika mätningar av tvärsnittet för \ttbar{} presenteras i den här avhandlingen. De första tre är mätningar av det totala tvärsnittet, den fjärde är en simultan mätning av tvärsnitten för produktion av \ttbar{}, $WW$ och \Ztt{} och den femte är en mätning av det \emph{relativa differentiella} tvärsnittet. Det mest noggranna mätningen av det totala tvärsnittet är $176 $ pb med $9 \%$ total osäkerhet, och det relativa differentiella tvärsnittet för \ttbar{}-massor över $\sim 1 \TeV{}$ är $0.007 \TeV^{-1}$ med $43\%$ osäkerhet. Båda mätresultaten stämmer med respektive förutsägelse från standardmodellen. Mätningar eller sökningar inom partikelfysiken måste ofta utföras i närvaro av ointressanta bakgrundsprocesser. Att reducera och skatta dessa bakgrunder är en av huvuduppgifterna inom en dataanalys. Många bakgrunder kan simuleras med tillräcklig precision. Men bakgrunden av felidentifierade leptoner kan däremot inte simuleras tillräckligt noggrant. Den här avhandlingen presenterar och utvärderar en metod för att skatta bakgrunden av felidentifierade leptoner från data, och resultatet används i mätningarna av det totala tvärsnittet för \ttbar{}. At the time of the doctoral defense, the following paper was unpublished and had a status as follows: Paper 5: Manuscript.

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Yu, Jie. "Measure de la section efficace de production de paires de quarks, top-antitop à l’aide des premières donnees du détecteur ATLAS auprès du LHC." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112055/document.

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Abstract:

Le but de la thèse est de mesurer la section efficace de production de quarks top-antitop dans le canal lepton + jets dans l'expérience ATLAS au Grand collisionneur de hadrons (LHC). L'analyse utilise les données des collisions proton-proton à 7 TeV collectées en 2010 avec une luminosité intégrée de 33,7 pb-1. La sélection des événements est basée sur la signature de la topologie top-antitop avec 1 électron ou muon, une grande énergie transverse manquante et au moins 4 jets. Le fond QCD multijets est mesuré avec les données elles-mêmes par une "Méthode Matricielle". Trois méthodes sont utilisées pour mesurer le fond W+jets, la méthode d’asymétrie de charge, la méthode de Berends-Giele et une méthode combinant les deux précédentes. Les autres bruits de fond sont estimés à partir MC. Le nombre d'événements de signal top-antitop est obtenu en ajustant la distribution du nombre de jets étiquetés b, en mesurant simultanément l'efficacité d‘étiquetage des quarks b. La section efficace top-antitop est mesurée à 148,1±34,9 pb. Elle est compatible avec la prédiction du Modèle Standard à l’ordre NNLO calculée par le logiciel Hathor. Elle est également en accord avec les mesures par d'autres méthodes. Avec plus de données sur les collisions en 2011, on peut s'attendre à une mesure plus précise de la section efficace top-antitop The essential purpose of the thesis is to measure the top pair cross section in lepton+jets channels in the Atlas experiment at Large Hadron Collider (LHC). The analysis is using the proton-proton collision data at 7 TeV collected in 2010 with a luminosity of 33.7 pb-1. The event selection is based on the signature of ttbar topology with 1 electron or muon, large missing transverse energy and at least 4 jets. The QCD multijet background is measured with the data driven “Matrix Method”. Three data driven methods are applied to measure the W+jets background, the charge asymmetry method, the Berends Scaling method and the method combining both. Other backgrounds are estimated from MC.The number of signal ttbar events are obtained by fitting the distribution of the number of b-tagged jet, when the b-tagging efficiency is simultaneously fitted. The ttbar cross section is measured to be 148.1±34.9 pb. It is consistent with the Standard Model prediction at NNLO calculated by Hathor tool. It also agrees with the measurements from other methods. With more collision data in 2011, one can expect a more precise measurement on ttbar cross section

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Peters, Yvonne. "Measurements and searches with top quarks : measurement of the top quark pair production cross section, the ratio of branching fractions and searches for new physics in the top quark sector with the D0 experiment." kostenfrei, 2008. http://elpub.bib.uni-wuppertal.de/edocs/dokumente/fbc/physik/diss2008/peters.

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Hammad, Grégory. "Data-driven multi-jet and V+jets background estimation methods for top quark pair production at CMS." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2011. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209884.

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Abstract:

The analysis presented in this thesis focuses on two methods developed to estimate, from data, the multi-jet and the V+jets background processes for top quark pair production occuring during proton-proton at LHC. Top quark paires are reconstructed using the CMS detector, exploiting the semi-leptonic decay channel. Both methods have been developed and studied using Monte-Carlo simulated data. Doctorat en Sciences info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Lefebvre, Guillaume. "Etalonage des jets et mesure de la section efficace de production de paires de quarks top dans le canal hadronique à √s = 8 TeV avec l'expérience ATLAS auprès du LHC." Paris 7, 2014. http://www.theses.fr/2014PA077242.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre de la mesure de la section efficace de production de paires de quarks top dans le canal hadronique à une énergie dans le centre de masse de 8 TeV au sein de l'expérience ATLAS auprès du LHC. Après une introduction au contexte phénoménologique du modèle standard et à la physique du quark top, une description du détecteur ATLAS et de la reconstruction des événements de collisions est donnée. La première analyse présentée se focalise sur les performances du calorimètre électromagnétique, en étudiant en détails l'influence des variations des hautes tensions sur l'échelle d'énergie et sa résolution, à l'aide d'événements Z -+ ee sélectionnés à partir des 4. 5 fb-1 de données collectées à 7 TeV en 2011. La deuxième partie est consacrée aux études de performances des jets. Après un passage en revue de la procédure d'étalonnage de ces objets, des mesures de l'échelle d'énergie et de la résolution réalisées à l'aide d'une méthode de balance directe sur des événements Z+jet sélectionnés à partir des 20. 3 fb-1 de données à 8 TeV collectées en 2012, sont présentées. Les résultats de ces études de performances sont notamment utilisées dans la dernière partie de cette thèse, qui est dédiée à la mesure de la section efficace tt réalisée sur les données collectées en 2012. L'analyse présentée utilise une méthode de X2 analytique pour reconstruire l'état final de la paire tt et une méthode dite "ABCD" pour estimer la contribution du bruit de fond dans la région de signal sélectionnée. La valeur de section efficace est obtenue avec une précision de 19% et est compatible avec la prédiction du modèle standard The work presented in this thesis lies within the scope of the measurement of the top quark pair production cross-section in the fully hadronic channel at a centre of mass energy of 8 TeV, using the ATLAS detector at the LHC. After introducing the theoretical context of the Standard Model and the physics of the top quark, a description of the ATLAS detector design and of the event reconstruction is given. The first analysis presented focuses on the electromagnetic calorimeter performances, by studying in details the influence of the high voltage variations on the energy scale and resolution, using Z ee events selected from the 4. 5 fb-1 of 7 TeV data collected in 2011. The second part of the thesis is dedicated to jet performance studies. After reviewing the jet calibration procedure, measurements of the energy scale and of the resolution realized using a direct balance technique on Z+jet events selected from the 20. 3 fb-1 of 8 TeV data collected in 2012, are presented. The results of these performance studies are used in the last part of this thesis, which is dedicated to the tt cross-section measurement on the full 2012 dataset. The presented analysis uses an analytical x2 method to reconstruct the tt final state and a so-called "ABCD" method to estimate the background contribution in the selected signal region. The cross-section is measured with a 19% uncertainty and is compatible with Standard Model expectations

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Ahrens, Valentin [Verfasser]. "Top-quark pair production at hadron colliders / Valentin Ahrens." Mainz : Universitätsbibliothek Mainz, 2011. http://d-nb.info/1018559884/34.

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Bärnreuther, Peter [Verfasser]. "Top quark pair production at the LHC / Peter Bärnreuther." Aachen : Hochschulbibliothek der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, 2012. http://d-nb.info/1025921933/34.

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Biguzzi, Andrea. "Quark pair production in the OPAL experiment at LEP2." Thesis, University of Cambridge, 2000. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.621605.

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Nechansky, Filip. "Search for the production of a Higgs boson decaying into a pair of bottom quarks in association with a pair of top quarks at 13 TeV with the ATLAS detector." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2021. http://dx.doi.org/10.18452/23027.

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Abstract:

Die Entdeckung des Higgs-Bosons im Jahr 2012 bestätigt das Standardmodell als die erfolgreichste Theorie, die die grundlegenden Wechselwirkungen von Elementarteilchen beschreibt. Eine der wichtigen Eigenschaften des Higgs-Bosons ist seine Yukawa-Kopplung an das Top-Quark, die aufgrund der hohen Masse des Quarks im Standardmodell am stärksten ist. Diese Arbeit berichtet über eine Messung der Top-Yukawa-Kopplung mit Daten, die vom ATLAS-Detektor von 2015 bis 2018 bei einem Massenschwerpunkt von 13 TeV aufgezeichnet wurden. Die Kopplung wird in ttH(bb)-Ereignissen untersucht, einem Endzustand, der die Zerfälls-produkte von zwei Top-Quarks enthält und in dem zusätzlich ein Higgs-Boson emittiert wird, welches in Bottom-Quark-Paar zerfällt. Dieser Zerfallskanal des Higgs-Bosons hat das größte Verzweigungsverhältnis, wird jedoch durch die Beschreibung des dominanten Untergrundprozesses ttbb, ein Top-Quark-Paar mit zwei zusätzlichen b-Quarks im Endzustand systematisch beschränkt. Die Messung nutzt die Fähigkeit des ATLAS-Detektors, Jets von einem b-Quark zu identifizieren, um Analysebereiche mit verschiedenen Zusammensetzungen von Signal und Untergrund zu konstruieren. Um das Signal weiter zu separieren, wird eine Reihe von multivariaten Algorithmen verwendet und der ttH-Prozess wird unter Verwendung eines Profile-Likelihood-Fits extrahiert. Die Ergebnisse werden für den Kanal mit einem einzelnen Lepton im Endzustand und für eine Kombination mit dem Dilepton-Kanal gezeigt. Die Untergrundgenauigkeit wird im Detail untersucht, wobei große Fehlmodellierungen festgestellt werden. Das gemessene Verhältnis der ttH-Produktion zur Standardmodell-Vorhersage beträgt mu(ttH) = 0,84+0,45- 0,39 (syst.) +-0,21 (stat.). Das Ergebnis stimmt mit der Vorhersage des Standardmodells überein und entspricht einer beobachteten (erwarteten) Signifikanz von 1,9 sigma (2,3 sigma), eine Verbesserung gegenüber der vorherigen ATLAS-Messung, bei der eine Signifikanz von 1,4sigma (1,6 sigma) ermittelt wurden. The discovery of the Higgs Boson in 2012 confirms the Standard Model as the most successful theory describing the fundamental interactions of elemental particles. One of the important properties of the Higgs boson is its Yukawa coupling to the top quark, which in the Standard Model is the strongest due to the high mass of the quark. This thesis reports on a measurement of the top-Yukawa coupling with data collected by the ATLAS detector from 2015 to 2018 at 13 TeV center of mass energy. The coupling is studied in ttH(bb) events, a final state containing decay products of two top quarks with additional emission of a Higgs boson, where the Higgs decays into a pair of bottom quarks. This decay channel of the Higgs Boson has the largest branching ratio, but is systematically limited by the description of the dominant background process ttbb, a tt with additional two b quarks in the final state. The measurement takes advantage of the ability of the ATLAS detector to identify jets coming from a b quarks to construct analysis regions with various compositions of the signal and the background. To further separate the signal, a series of multivariate algorithms is employed and the ttH process is then extracted using a profile likelihood fit. The results are shown for the channel with a single lepton in the final state and for a combination with the dilepton channel. The background performance is studied in detail, where large mis-modeling is found. The measured ratio of the ttH production compared to the Standard Model prediction is found to be mu(ttH) = 0.84 +0.45 -0.39 (syst.) +-0.21 (stat.). The result is in agreement with the Standard Model prediction and corresponds to an observed (expected) significance of 1.9 sigma (2.3 sigma), an improvement compared to the previous ATLAS measurement which reported 1.4 sigma (1.6 sigma).

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Cogneras, Eric. "Production de paires de Top et effet de Nouvelle Physique." Clermont-Ferrand 2, 2007. http://www.theses.fr/2007CLF21755.

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Abstract:

Depuis sa découverte en 1995 à Fermilab, le quark Top fait l'objet d'une grande attention. Il complète la troisième famille de quarks du Modèle Standard de la physique des particules, et la mesure de ces propriétés contraint fortement ce modèle. Il constitue également une voie d'accès privilégiée à la nouvelle physique attendue à une énergie de l'ordre du TeV. Ce travail de thèse, re��alisé auprès du détecteur ATLAS du LHC, présente les méthodes mises en oeuvre afin de mesurer précisement la masse du quark Top dans le canal lepton+jets. Différentes strate��gies d'analyse sont présentées en fonction des performances du détecteur, notamment sa capacité d'identification des jets beaux. La mesure précise de la masse du Top passe par une connaissance approfondie de l'échelle d'énergie des jets. Ce document propose une stratégie d'étalonnage des jets légers qui s'appuie sur la contrainte de la masse du boson W, et montre qu'une précision de l'ordre du GeV/c2 sur la mesure de la masse du Top est tout à fait possible. Une évaluation du potentiel de découverte de résonances tt-, prévues dans le cadre de modèles au-delà du Modèle Standard, est également menée

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Rose, Matthew. "Development of a new 'soft muon tagger' for the identification of b quarks, applied to a top quark pair production cross section measurement, using the ATLAS detector at CERN." Thesis, Royal Holloway, University of London, 2013. http://repository.royalholloway.ac.uk/items/256683e9-584b-ffa5-7464-20f025b29419/7/.

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Abstract:

This thesis presents a study of a method for identifying b-jets by searching for “soft” muons produced within them. This method, a so-called Soft Muon Tagger, uses the quality of the match (Χ2match) between tracks left in the inner detector and the muon systems within the ATLAS detector to discriminate between muons within hadronic jets produced by the decay of b quarks, and those within light flavour jets. The complete characteristics of the tagger are investigated in a detailed study on simulated data. The scale factors between the efficiency of the tagger in simulated and collision data, dependent on the kinematics of the tagged muon, are found using J/Ψ decays. These are used in a measurement of the top quark pair production cross section in collision data. The measurement is performed on data taken during the 2011 run of the LHC, specifically in the lepton+jets top-antitop quark decay channel. A summary of this measurement is presented, and is found to be compatible with theoretical predictions for the cross section at a centre of mass energy of √s = 7 TeV, and with published ATLAS and CMS measurements using b-tagging in the lepton+jets channel. The measured cross section is: σtt ̄ = 165 ± 2(stat.) ± 17(syst.) ± 3(lumi.) pb The Χ2match-based soft muon tagger contributes a small b-tagging systematic uncertainty to the cross section measurement compared to measurements performed using lifetime based b-taggers, and has a good signal to background ratio.

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Greder, Sébastien. "Etiquetage des quarks beaux et mesure de la section efficace de production de paires de quarks top à √s=1,96 TeV dans l'expérience DØ." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2004. http://www.theses.fr/2004STR13194.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire concerne la mesure de la section efficace de production de paires de quarks top dans le canal lepton + jets (électron et muon). Les données analysées ont été collectées par le détecteur DØ entre 2001 et 2004 à une énergie au centre de masse de 1. 96 TeV auprès du collisionneur proton-antiproton Tevatron situé au FERMILAB. Elles correspondent à une luminosité intégrée de 160 pb-1 par canal. Chaque quark top se désintègre en produisant un boson W et un quark beau. La première partie de ce travail de thèse a été consacrée à l'élaboration d'un algorithme d'identification des jets de quarks beaux, JLIP. Cet algorithme repose sur l'utilisation du paramètre d'impact des traces et permet d'assigner à un jet une probabilité de provenir du point d'interaction primaire. L'efficacité d'iden -tification de cet algorithme est de 45% pour des paires top-antitop pour un bruit de fond rejeté de 99. 7%. La deuxième partie du travail concerne la présélection permettant d'isoler des événements compatibles avec une topologie de type W+jets. Les bruits de fond multijets et W+jets sont évalués dans les données réelles et la simulation. La section efficace de production de paires de quarks top est mesurée à partir des candidats de plus de 3 jets dont l'un, au moins, est identifié par l'algorithme JLIP. Les sources d'incertitudes systématiques ont été étudiées en détail. Le résultat a été comparé aux calculs théoriques et aux autres mesures effectuées dans les expériences DØ et CDF The work presented in this thesis concerns the measurement of the top-antitop production cross-section in the lepton + jets channel (electron and muon). The analysed data have been collected with the DØ detector between 2001 and 2004 at a center-of-mass energy of 1. 96 TeV, at the Tevatron proton-antiproton collider located at FERMILAB. These data correpond to an integrated luminosity of 160 pb-1 in each channel. Each top quark decays into a W boson and a b quark. The first part of this work has been focused on the elaboration of an algorithm, JLIP, aimed at identifying jets arising from b quarks decay products. This algorithm uses the impact parameter of the tracks to assign a jet a probability that it originates from the primary interaction point. Its efficiency for top-antitop events is about 45% with a rejected background of 99. 7%. The second part of this work deals with the preselection step that allows isolating events which are likely to be compatible with a W+jets toplogy. Multijets and W+jets backgrounds are estimated from real data and simulation. The top pair production cross-section is extracted from candidate events that have at least three jets, one among them being tagged by the JLIP algorithm. Sources of systematics uncertainties have been studied in detail. Results have been compared with the theoritical expectations and with other measurements performed in the DØ and CDF experiments

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Nechansky, Filip [Verfasser]. "Search for the production of a Higgs boson decaying into a pair of bottom quarks in association with a pair of top quarks at 13 TeV with the ATLAS detector / Filip Nechansky." Berlin : Humboldt-Universität zu Berlin, 2021. http://d-nb.info/1236896971/34.

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Reisser, Christoph Josef. "Finite lifetime effects in top quark pair production at threshold." Göttingen Cuvillier, 2008. http://d-nb.info/989317749/04.

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Galyardt, Jason. "Correlations in Bottom Quark Pair Production at the Fermilab TeVatron." Research Showcase @ CMU, 2009. http://repository.cmu.edu/dissertations/680.

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Abstract:

I present an analysis of bb pair production correlations, using dimuon-triggered data collected with the Collider Detector at Fermilab (CDF) in pp collisions at a/s=1.96 TeV during Run II of the TeVatron. The leading order (LO) and next-to-leading order (NLO) b quark production processes are discriminated by the angular and momentum correlations between the bb pair. Track-level jets containing a muon are classified by b quark content and used to estimate the momentum vector of the progenitor b quark. The theoretical distributions given by the MC@NLO event generator are tested against the data.

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McClymont, Laurie Iain. "Searches for new physics using pairs of jets containing b-quarks at the ATLAS detector." Thesis, University College London (University of London), 2018. http://discovery.ucl.ac.uk/10052993/.

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Abstract:

Two searches for Beyond Standard Model resonances are performed using 13 TeV proton–proton collision data collected by the ATLAS detector in 2015 and 2016 using the invariant mass distribution of pairs of jets, where at least one or both jets are identified as containing a b-quark. The searches are sensitive to resonances decaying to a pair of b-quarks or a b-quark and a gluon. A high-mass search probes the mass region 1.4 – 6 TeV using a data-set corresponding to an integrated luminosity of 13.3 fb−1. A low-mass search utilises real-time b-jet identification to probe the mass region 0.6 – 1.5 TeV using a data- set corresponding to an integrated luminosity of 24.3 fb−1. No evidence of a resonance is found. Excited b∗ quarks with masses from 1.4 to 2.3 TeV and a set of Z′ boson models with masses from 0.6 to 1.25 TeV or at 1.5 TeV are excluded at the 95% credibility-level. In addition, 95% credibility-level upper limits are set on generic signals with a Gaussian distribution in the mass range 0.65 – 6 TeV.

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Deterre, Cécile. "Etude dans les états finals dileptoniques de différentes propriétés des paires top-antitop avec les détecteurs D0 et ATLAS." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066178.

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Abstract:

Les études de différentes propriétés des paires top-antitop dans l’état final dileptonique sont présentées dans cette thèse. Deux analyses ont été réalisées dans des expériences différentes : l’une à D0 auprès du Tevatron, l’autre dans ATLAS auprès du LHC. Les deux collisionneurs étant différents, les mesures qui y sont réalisées sont complémentaires pour les études des propriétés du top. La première analyse, réalisée dans l’expérience D0, a consisté à faire une mesure simultanée de la section efficace de production des paires top-antitop et du rapport d’embranchement t -> Wb Cette mesure a été réalisée dans le canal dileptonique avec un lot de données correspondant à une luminosité de 5,4 fb⁻¹. Elle a ensuite été combinée avec la mesure réalisée dans le canal semileptonique pour obtenir une précision de 8% sur la section efficace, comparable à la précision des calculs théoriques. La deuxième analyse présentée, réalisée dans l’expérience ATLAS , a consisté à mesurer l’asymétrie de charge du quark top dans le canal dileptonique avec le lot de données enregistré par ATLAS en 2011, soit 4,7 fb⁻¹. Les résultats ont ensuite été combinés avec le résultat du canal semileptonique obtenu avec 1 fb⁻¹. On mesure : A^C(ttbar) = 0,029 +- 0,018 (stat. ) +- 0,014 (syst. ), ce qui est compatible avec la prédiction du modèle standard de 0,004 +- 0,001 The studies of different properties of the top-antitop pair in the dilepton final state are presented in this thesis. Two analyses have been performed in different experiments : D0 at the Tevatron and ATLAS at the LHC. Since the two colliders are different, the measurements from these experiments are complementary for studies of the top quark properties. The first analysis, performed at D0, consisted in measuring the top-antitop production cross-section simultaneously with the branching ratio t -> Wb. This measurement was done in the dilepton channel with a sample of data corresponding to an integrated luminosity of 5. 4 fb⁻¹. It has then been combined with the measurement in the semileptonic channel. We obtain a precision of 8% on the cross-section which is comparable to the precision of theoretical predictions. The second analysis, performed in ATLAS, consisted in measuring the top charge asymmetry in the dilepton channel with the full 2011 dataset corresponding to 4. 7 fb⁻¹. The result has been combined with the result for 1 fb⁻¹ of the semileptonic channel. We obtain: A^C(ttbar) = 0. 029 +- 0. 018 (stat. ) +- 0. 014 (syst. ), which is compatible with the standard model prediction of 0. 004 +- 0. 001

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Calvet, Thomas. "Search for the production of a Higgs boson in association with top quarks and decaying into a b-quark pair and b-jet identification with the ATLAS experiment at LHC." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0312/document.

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Abstract:

En Juillet 2012, les expériences ATLAS et CMS annoncent la découverte d'une nouvelle particule de masse 125 GeV, compatible avec le boson de Higgs prédit par le Modèle Standard. Pour établir la nature de ce boson de Higgs et la comparer au Modèle Standard, il est nécessaire de mesurer le complage du boson de Higgs au fermions. En particulier le quark top possède le plus fort couplage de Yukawa avec le boson de Higgs. Ce couplage est accessible par le processus de production d'un boson de Higgs en association avec une paire de quarks tops (ttH). Cette thèse présente la recherche d'évènement ttH où le boson de Higgs se désintègre en deux quark b dans les données du Run 2 recueillies en 2015 et 2016 par le détecteur ATLAS. La composition du bruit de fond ainsi que la mesure du signal ttH dans les données sont obtenues à partir d'un ajustemement statistique des prédictions aux données. Le bruit de fond tt+jets étant la plus grande source d'incertitudes sur le signal, une attention particulière est portée à sa description.La détection des jets issus de quarks b, appelé b-tagging, est primordiale pour l'analyse ttH(H->bb) dont l'état final contient quatre quarks b. Afin d'améliorer la compréhension des performances des algorithmes de b-tagging pour le Run 2, la définition des jets de saveur b dans les simulations Monte Carlo est revisitée. Les algorithmes standards du b-tagging ne permettant pas la différenciation des jets contenant un ou deux quarks b, une methode spécifique à été développée et est présentée dans cette thèse In July 2012, the ATLAS and CMS experiments announced the discovery of a new particle, with a mass about 125 GeV, compatible with the Standard Model Higgs boson. In order to assess if the observed particle is the one predicted by the Standard Model, the couplings if this Higgs boson to fermions have to be measured. In particular, the top quark has the strongest Yukawa coupling to the Higgs boson. The associated production of a Higgs boson with a pair of top quarks (ttH) gives a direct access to this coupling. The ttH process is accessible for the first time in the Run 2 of the LHC thanks to an upgrade of the detector and the increase of the center of mass energy to 13 TeV. This thesis presents the search for ttH events with the Higgs boson decaying to a pair of b-quarks using data collected by the ATLAS detector in 2015 and 2016. The description of the background and the extraction of the ttH signal in data are obtained by a statistical matching on predictions to data. In particular the tt+jets background is the main limitation to signal sensitivity and is scrutinized.The identification of jets originating from b-quarks, called b-tagging, is a vital input to the search of ttH(H->bb) events because of the four b-quarks in the final state. For Run 2 the definition of b-flavoured-jets in Monte Carlo simulations is revisited to improve the understanding of b-tagging algorithms and their performance. Standard b-tagging algorithms do not separate jets originating from a single b-quark from those originating from two b-quarks. Thus a specific method has been developed and is reviewed in this thesis

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Greder, Sébastien. "Etiquetage des quarks beaux et mesure de la section efficace de production de paires de quarks top à $\sqrt(s)$ = 1,96 TeV dans l'expérience D0." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009071.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire concerne la mesure de la section efficace de production de paires de quarks top dans le canal lepton + jets (électron et muon). Les données analysées ont été collectées par le détecteur DØ entre 2001 et 2004 à une énergie au centre de masse de 1.96 TeV auprès du collisionneur proton-antiproton Tevatron situé au FERMILAB. Elles correspondent à une luminosité intégrée de 160 pb-1 par canal. Chaque quark top se désintègre en produisant un boson W et un quark beau. La première partie de ce travail de th èse a été consacrée à l'élaboration d'un algorithme d'identification des jets de quark s beaux, +-*1. Cet algorithme repose sur l'utilisation du paramètre d'impact des traces et permet d'assigner à un jet une probabilité de provenir du point d'interaction primaire. L'efficacité d'identification de cet algorithme est de 45% pour des paires top-antitop pour un bruit de fond rejeté de 99.7%. La deuxième partie du travail concerne la présélection permettant d'isoler des événements compatibles avec une topologie de type W+jets. Les bruits de fond multijets et W+jets sont évalués dans les données réelles et la simulation. La section efficace de production de paires de quarks top est mesurée à partir des candidats de plus de 3 jets dont l'un, au moins, est identifié par l'algorith me +-*1. Les sources d'incertitudes systématiques ont été étudiées en détail. Le résultat a été comparé aux calculs théoriques et aux autres mesures effectuées dans les expériences DØ et CDF.

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Théry, Solène. "Mesure de la section efficace de production de paires de quarks top auprès de l'expérience D0 au Tevatron et détermination de la masse du quark top à l'aide de cette mesure." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066669.

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Abstract:

Le quark top a été découvert en 1995 par les collaborations CDF et D0 auprès du collisionneur proton-antiproton du Tevatron. Aujourd'hui, la quantité de données analysables par chaque expérience permet d'étudier avec précision ce quark : sa masse est ainsi connue à mieux que 1%. Cette thèse présente la mesure de la section efficace de production de paires de quarks top dans le canal électron-muon avec un échantillon de données de 4,3 fb-1 enregistrées entre 2006 et 2009 par l'expérience D0. L'état final contenant un muon, l'amélioration de leur identification a été effectuée en étudiant d'une part la contamination des muons cosmiques et d'autre part la qualité des traces des muons. La mesure de la section efficace est en accord avec les prédictions théoriques ainsi qu'avec l'ensemble des autres mesures expérimentales. Cette mesure a ensuite été utilisée pour extraire une valeur de la masse du quark top. Cette méthode permet l'obtention d'une masse mieux définie théoriquement que dans le cas des mesures directes dans la mesure car elle dépend moins de la simulation des événements. L'incertitude sur la masse extraite, dominée par l'incertitude expérimentale, est beaucoup plus élevée que celle sur la mesure directe. Une étude des corrélations théoriques de la section efficace de production du boson Z et celle de paires de top a été faite pour vérifier si une diminution de l'ince

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Tissandier, Fabrice. "Recherche de paires de stops dans le canal quark b quark anti-b électron muon énergie manquant auprès de l'expérience Dphi." Clermont-Ferrand 2, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00368788.

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Abstract:

Valide à basse énergie, le Modèle Standard (MS) présente, au-delà du TeV, quelques insuffisances pour lesquelles la Supersymétrie propose en partie des solutions. La recherche de paires de stops partenaires supersymetriques du quark top, caractérisées par deux jets de b, un électron, un muon et de l'énergie manquante, présentée dans ce document, porte sur les données de la phase IIa du détecteur Dphi(~fb-1). L'étude d'un tel signal requiert une bonne maîtrise des différents sous-détecteurs. Mon travail préparatoire a consisté dans l'élaboration d'un outil de discrimination des objets calorimétriques au niveau 3 de déclenchement ; ainsi que la calibration des deux chaînes de lectures simulées au niveau 1. Aucun excès significatif des données par rapport aux prévisions MS n'a été observé. La sensibilité de l'expérience Dphi a ainsi été améliorée et le domaine d'exclusion dans le plan [msnu, mstop] étendu

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McLaughlan, Thomas. "Measurement of spin correlation in top quark pair production at ATLAS." Thesis, University of Birmingham, 2014. http://etheses.bham.ac.uk//id/eprint/4826/.

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Abstract:

This thesis presents a study of spin correlation in ttˉ production in the ATLAS detector, in proton-proton collisions, corresponding to an integrated luminosity of 4:7fb$^1$, with a centre of mass energy of $\surd$s = 7 TeV. Both the dilepton and single lepton channels are considered, the latter providing a greater challenge due to the necessity to reconstruct the down-type quark resulting from the W boson decay. A simple technique is employed to reconstruct single lepton ttˉ events, with the transverse angle between the charged lepton and down-type quark used as a probe of the spin correlation. In the dilepton channel, the transverse angle between both charged leptons is used. The extracted value of spin correlation in each channel is consistent with Standard Model predictions, with the result in the e$\mu$ channel alone sufficient to exclude a model without spin correlation at 7:8$\sigma$. Also described is the author's contribution to the maintenance and development of the Atlantis Event Display.

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Corbo, Matteo. "La production de paires de quarks top dans le canal de désintégration avec un lepton tau." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00832952.

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Abstract:

La production de paires de quarks top se désintégrant en deux leptons dont au moins un lepton tau est étudiée dans le cadre de l'expérience CDF auprès du collisionneur proton-antiproton, Tevatron, a FNAL aux USA. La sélection exige un électron ou un muon produit par désintégration du lepton tau ou par désintégration d'un W. L'analyse utilise toutes les données enregistrées, 9 fb-1, avec un déclenchement basé sur un électron ou muon à faible moment transverse et une trace chargée isolée. La section efficace de production de paires de top a cette énergie obtenue est de 8,2+-1.7(+1.2-1.1)+-0,5 pb, et le rapport de branchement en leptons tau est de 0,120+-0,027(+0,022-0,019)+-0,007 avec erreur statistique, systématique et sur la luminosité respectivement. Ce sont à jour les résultats les plus précis dans ce canal de désintégration du top, en bon accord avec les résultats obtenus au Tevatron avec tous les autres canaux de désintégration du top. Le rapport de branchement est aussi mesuré en séparant les événements tau plus lepton et avec deux leptons tau avec une méthode de maximum de vraisemblance. C'est la première fois que ces modes de désintégration sont identifiés séparément. Par une méthode de maximum de vraisemblance appliquée pour séparer ces deux canaux une mesure alternative du rapport de branchement du top en lepton tau de 0,098+-0,022(stat.)+-0,014(syst.) est obtenue, en bon accord avec les prédictions du Modèle Standard. Une limite supérieure de 0,159 pour ce rapport de branchement, avec 95% de niveau de confiance est extraite donnant un indice de Physique au delà du Modèle Standard en particulier un possible boson de Higgs chargé.

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Head, Simon James. "Spin correlation in the dileptonic decay of top quark pairs at ATLAS." Thesis, University of Manchester, 2009. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.506635.

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Rodina, Yulia. "Search for the Higgs boson decaying to a pair of bottom quarks and produced in association with a pair of top quarks in the LHC Run 2 data with the ATLAS detector using a likelihood technique." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2017. http://hdl.handle.net/10803/458630.

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Camacho, Reina. "Recherche de nouvelles résonances se désintégrant en paires de quarks top avec le détecteur ATLAS du LHC." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747143.

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Abstract:

Le Modèle Standard (MS) de la physique des particules synthétise les connaissances actuelles sur la physique subatomique et les interactions fondamentales connues (sauf la gravitation). Jusqu'à présent, aucun résultat expérimental ne contredit fortement les prédictions du MS. Cependant, il existe encore quelques questions de nature expérimentale ou théorique qui restent sans réponse dans le MS. De nombreux modèles théoriques se proposant de décrire la physique au delà du MS ont été proposés dans les dernières décennies pour tenter de remédier à une ou plusieurs des lacunes du MS. Certaines de ces théories comme le modèle technicouleur, les modèles de couleurs chiraux et les modèles de Randall-Sundrum avec des dimensions supplémentaires prédisent de nouvelles particules qui se couplent fortement au quark top, en raison de sa masse élevée. Ce couplage implique une désintégration préférentielle en une paire de quarks top, t tbar. Pour pouvoir tester ces nouvelles théories, des accélérateurs capables d'atteindre des énergies de l'ordre du TeV sont nécessaires, de même que des détecteurs adaptés pour analyser les événements recueillis. Ainsi, plusieurs recherches de résonances top-antitop ont été réalisées auprès des collisionneurs hadroniques très puissants comme Tevatron et le grand collisionneur de hadrons (LHC: acronyme de Large Hadron Collider). Les modèles de référence considérés dans ces recherches sont le modèle topcolor assisted technicolor qui conduit à la production d'un boson neutre Z' et le modèle de Randall-Sundrum avec une dimension supplémentaire qui conduit à la production d'un gluon Kaluza-Klein qui se désintégre aussi en une paire t tbar. Le modèle topcolor assisted technicolor explique la masse élevée du quark top et la brisure de symétrie électrofaible par condensation du quark top associé à la brisure de symétrie d'une nouvelle force forte. Le modèle de Randall-Sundrum explique le problème de hiérarchie en prenant en compte une dimension supplémentaire enroulée sur elle-même et dans laquelle la gravité va se propager. Les expériences CDF et DØ ont exclu à 95% de C.L. une masse de Z' inférieure à 900 GeV. Au LHC, la meilleures limites sur les masses du boson Z'et du gluon de Kaluza Klein ont été obtenues par l'expérience CMS en utilisant les données collectées en 2011, 500 < mZ' < 1300 GeV et 1000 < mgKK < 1400 GeV, respectivement.

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Camacho, Toro Reina Coromoto. "Recherche de nouvelles résonances se désintégrant en paires de quarks top avec le détecteur ATLAS du LHC." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00818796.

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Abstract:

(...) Le travail de recherche exposé dans cette thèse a été réalisé en utilisant les données collectées par le détecteur ATLAS auprès du LHC. Le LHC est l'accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant jamais construit. Il est constitué d'un double anneau de stockage de protons. Environ 10000 physiciens et ingénieurs du monde entier participent à cette expérience en développant de nouvelles techniques et approches pour identifier les événements intéressants cachés dans l'environnement complexe produit dans des collisions proton-proton. Les premières collisions proton-proton ont eu lieu à la fin de l'année 2009 à une énergie de 900~GeV dans le système du centre de masse. Le 19 Mars 2010, le LHC a battu un record en augmentant l'énergie des faisceaux à 3.5 TeV, et les premières collisions à 7 TeV ont été enregistrées le 30 Mars 2010. L'énergie par faisceau pour l'ensemble de 2011 était de 3.5 TeV, et 4 TeV en 2012. Un an d'arrêt technique est prévu en 2013 avant de parvenir à l'énergie nominale de collision de 14 TeV. Quatre expériences se partagent les quatre points de croisement des faisceaux du grand anneau du LHC. Une d'entre elles, ATLAS, est un détecteur généraliste avec un vaste programme de physique. ATLAS est constitué d'un détecteur interne de traces dans un champ magnétique de 2 T, offrant une couverture jusqu'à |η|<2.5, un système calorimétrique allant jusqu'à |η|<4.9, un spectromètre à muons dans un champ magnétique toroïdal et un système de déclenchement composé de trois niveaux. Tous les sous-systèmes ont d'excellentes performances en termes d'efficacité et de résolution. Cette thèse comprend trois travaux interconnectés. En premier lieu, elle décrit les résultats de la recherche de nouvelles résonances qui se désintègrent en paires tt en utilisant les premiers 2.05 fb-1 de données collectées par le détecteur ATLAS en 2011. Dans une deuxième partie, en connection avec cette recherche, des études de performance de Jet Vertex Fraction (JVF) en utilisant des événements tt sont également présentées. JVF est une variable qui peut être utilisée pour réduire les effets d'empilement afin d'améliorer la précision et la sensibilité des analyses de physique à haute luminosité. Finalement, les performances de la calibration Globale Séquentielle des jets, sa validation sur des données réelles et l'évaluation de l'incertitude systématique qui lui est associée seront aussi discutées. La détermination précise de l'échelle en énergie des jets (JES: acronyme de Jet Energy Scale) ainsi que l'obtention d'une résolution optimale sont extrêmement importantes pour de nombreuses analyses de physique au LHC. Cela est vrai en particulier pour la recherche de nouvelles résonances tt en raison de la présence de jets dans l'état final. Les résultats sont présentés dans l'ordre dans lequel ils ont été réalisés au cours de cette thèse. (...)

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Andrea, Jérémy Bloch Daniel. "Mesure de la section efficace de production de paires de quarks top dans l'expérience CMS au LHC." Strasbourg : Université de Strasbourg, 2009. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/1127/01/ANDREA_Jeremy_2009_restrict.pdf.

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Andrea, Jérémy. "Mesure de la section efficace de production de paires de quarks top dans l'expérience CMS au LHC." Strasbourg, 2009. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2009/ANDREA_Jeremy_2009.pdf.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'étude de la mesure de la section efficace de production de paire de quarks top-antitop dans l'expérience CMS au démarrage du LHC. Cette mesure constituera l’un des premiers tests du Modèle Standard menés au LHC car à cette énergie de collision la production attendue de quarks top est abondante. L'état final considéré est le canal di-leptons constitué de deux leptons isolés (électrons et/ou muons issus de la désintégration de bosons W) émis à grande impulsion transverse, d'une grande énergie transverse manquante due aux neutrinos associés et de deux jets de quark beau. Les jets de quark beau sont identifiés à l'aide d'algorithmes dédiés, tels que la méthode de "probabilité par jet" qui utilise le paramètre d'impact des traces de particules chargées pour calculer leur probabilité de provenir du vertex primaire. Une procédure de calibration de cet algorithme a été mise en œuvre. Pour l'ensemble des algorithmes d'identification des jets de quark beau, des méthodes ont été élaborées pour estimer leur efficacité et le taux de mauvaise identification à partir de données "réelles". La précision sur ces mesures d'efficacité a été estimée pour des luminosités intégrées croissantes. Une sélection simple et robuste des événements top-antitop est présentée, qui prend en compte les effets de désalignement et de calibration des détecteurs au démarrage du LHC. Une méthode originale d'estimation des bruits de fond instrumentaux à l'aide des données a été développée. En évaluant les principales incertitudes systématiques, la précision sur la mesure de la section efficace de production de paire de quarks top-antitop a été estimée pour une luminosité intégrée de 100 pb-1. Finalement, afin de préparer l'analyse des premières données, les muons enregistrés pendant la prise de données cosmiques de 2008 ont été étudiés et l’efficacité de reconstruction des traces associées dans le trajectographe au silicium de CMS a pu être mesurée pour la première fois The main subject of this thesis work aims to measure the top quark pair cross section in the CMS experiment at the beginning of the LHC. This measurement will be one of the first Standard Model tests to be performed, thanks to the high top-antitop cross section foreseen at LHC collision energy. The considered final state is the di-leptonic channel, constituted of two isolated leptons (electrons and/or muons coming from the decay of W bosons) with high transverse momentum, a large missing transverse energy (mainly due to the associated production of two neutrinos) and two b quark jets. The b quark jets are identified by means of dedicated algorithms such as the “Jet Probability” algorithm which uses the impact parameter significance of tracks to compute their probabilities to come from the primary vertex. A procedure to calibrate this algorithm was set up. For all the lifetime based b-tagging algorithms, data driven methods to estimate the b-tagging efficiency as well as mis-tagging rate were developed. The precisions of these methods were estimated for increasing integrated luminosities. A simple and robust selection of top-antitop events is presented in this thesis. Misalignment and miscalibration effects at LHC start-up were taken into account. An original data-driven method for background estimate was developed. Taking into account the main systematic uncertainties, the precision of the top-antitop pair cross section measurement was estimated for an integrated luminosity of 100 pb-1. Finally, to prepare the data analysis, muons that were detected during the cosmic data taking runs (in 2008) have been studied and the track reconstruction efficiency from the CMS silicon tracker was measured for the first time

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Gelé, Denis. "Mesure des sections efficaces de production de paires quark-antiquark et de paires W+W- dans l'expérience Delphi à Lep2." Habilitation à diriger des recherches, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00389037.

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O'Rourke, Abigail. "Measurements of top quark pair production cross-sections with the ATLAS experiment." Thesis, University of Manchester, 2018. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/measurements-of-top-quark-pair-production-crosssections-with-the-atlas-experiment(0ffdf00c-7fe4-4b70-bb9a-3106d8dc6aeb).html.

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Abstract:

This thesis presents measurements of inclusive and differential cross-sections for top quark pair-production in fiducial and full phase-space regions, as well as an analysis of gas compositions in the ATLAS inner detector cooling systems. The inclusive top-anti-top quark production cross-section was measured using a sample of 0.085 1/fb of proton--proton collisions recorded by the ATLAS experiment at centre-of-mass energy of 13 TeV, using dilepton top-anti-top quark events with an opposite-sign ee or ÂμÂμ pair in the final state. The numbers of events with exactly one and exactly two jets originating from b-quarks were counted to determine the top-anti-top quark production cross-section . The efficiency to reconstruct and identify a jet as originating from a b-quark from a top quark decay was extracted simultaneously, minimising the associated systematics. The cross-section was measured to be 749 Â± 57 (stat.) Â± 79 (syst.) Â± 74 (lumi.) pb, giving a total relative uncertainty of 16%. The differential top-anti-top quark production production cross-sections were measured using top-anti-top quark events with one electron and one muon of opposite sign electric charge, and at least two jets, one of which was required to be tagged as containing a b-hadron. Initially, the differential cross-sections were measured in a fiducial phase-space region, using an integrated luminosity of 3.2 1/fb of proton--proton data at a centre-of-mass energy of 13 TeV, recorded by the ATLAS experiment in 2015. Subsequently, the single and double differential cross-sections were measured in both a fiducial phase-space region and the full phase-space, using 36.1 1/fb of proton--proton data at 13 TeV, recorded by the ATLAS experiment in 2015 and 2016. The measured differential cross-sections are compared to predictions of next-to-leading order generators matched to parton showers. Custom ultrasonic instruments have been developed for simultaneous monitoring of binary gas mixture and flow in the ATLAS inner detector. These instruments are sensitive to leaks in the cooling systems of the ATLAS inner detector. Software for on- and off-line analysis of these instruments has been developed and proven with the analysis of the cool-down to operation temperature in January 2016.

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Abulaiti, Yiming. "Search for Pair-Produced Supersymmetric Top Quark Partners with the ATLAS Experiment." Doctoral thesis, Stockholms universitet, Fysikum, 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-132289.

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Abstract:

Searches for the supersymmetric partner of the top quark (stop) are motivated by natural supersymmetry, where the stop has to be light to cancel the large radiative corrections to the Higgs boson mass. This thesis presents three different searches for the stop at √s = 8 TeV and √s = 13 TeV using data from the ATLAS experiment at CERN’s Large Hadron Collider. The thesis also includes a study of the primary vertex reconstruction performance in data and simulation at √s = 7 TeV using tt and Z events. All stop searches presented are carried out in final states with a single lepton, four or more jets and large missing transverse energy. A search for direct stop pair production is conducted with 20.3 fb−1 of data at a center-of-mass energy of √s = 8 TeV. Several stop decay scenarios are considered, including those to a top quark and the lightest neutralino and to a bottom quark and the lightest chargino. The sensitivity of the analysis is also studied in the context of various phenomenological MSSM models in which more complex decay scenarios can be present. Two different analyses are carried out at √s = 13 TeV. The first one is a search for both gluino-mediated and direct stop pair production with 3.2 fb−1 of data while the second one is a search for direct stop pair production with 13.2 fb−1 of data in the decay scenario to a bottom quark and the lightest chargino. The results of the analyses show no significant excess over the Standard Model predictions in the observed data. Consequently, exclusion limits are set at 95% CL on the masses of the stop and the lightest neutralino.

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Severi, Claudio. "Bell inequalities with top quark pairs with the ATLAS Detector at the LHC." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021. http://amslaurea.unibo.it/23535/.

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Abstract:

This work is a feasibility study for the detection of a violation of Bell inequalities using top spin correlations at the LHC. Bell inequalities are a model-independent test of non-classical behavior; in a theory where observables are local and have definite values ahead of measurement, one can put an upper bound on how correlated two systems can be. A violation of such limits (i.e. of Bell inequalities) has been observed in many quantum systems, such as pairs of entangled photons. We are able to cast Bell inequalities in a form that is usable for tt~ pairs produced in hadron colliders, in what would be the first test at the TeV scale. In particular, top quark pairs emitted perpendicular to the proton beam at v ∼ c have their spin maximally entangled as a consequence of conservation of angular momentum. In this regime our proposed experimental setup is identical (in spirit) to the one used in quantum optics. We simulate the measurement starting from event generation at parton level, fully showering hard partons, simulating the response of the ATLAS detector, reconstructing the event kinematics, and unfolding the distributions obtained. We show that a violation of Bell inequalities is expected. The statistical significance for a violation is small if considering the upcoming LHC Run 3 luminosity, but should grow after the next High-Luminosity run, reaching, conservatively, ∼ 90% CL.

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Camincher, Clément. "Calorimétrie à argon liquide et recherche de nouvelle physique via l'étude de paires de quarks top boostés dans l'expérience ATLAS au LHC." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAY065/document.

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Abstract:

Le modèle standard de la physique des particules, bien qu'étant une réussite incontestable n'explique toujours pas certaines observations, ce qui pourrais indiquer la présence d'une nouvelle physique. L'expérience ATLAS cherche à mettre en évidence ces nouveaux phénomènes en analysant les collisions de protons du LHC.Le prérequis pour toute analyse est d'avoir des données de bonne qualité. La première partie de cette thèse présente donc une étude sur les bouffées de bruit cohérent présentes dans les calorimètres à argon liquide d'ATLAS. Ce bruit a été traité pour garder un haut niveau de qualité des données.La deuxième partie de cette thèse se place dans le cadre de la recherche de nouvelle physique. Une résonance est cherchée dans le spectre en masse invariante des paires de quarks top. L'étude se concentre sur le cas des quarks top boostés se désintégrant de manière électronique. Cette topologie n'ayant jusqu'à présent pas été optimisée par la collaboration ATLAS, le travail de cette thèse a consisté à définir et développer une nouvelle méthode appelée "electron-in-jet removal" permettant d'améliorer la reconstruction des quarks top dans un tel régime.Cette méthode donne accès à des électrons qui auparavant étaient rejetés. Il faut donc mesurer les facteurs correctifs à appliquer pour corriger les imperfections de la simulation de ces électrons. Des mesures préliminaires de facteurs d'échelle d'identification sur les électrons se trouvant dans un jets ont ainsi été menées. Deux méthodes sont présentées ainsi qu'une réflexion sur les perspectives à apporter à ces mesures The standard model of particle physics is a very predictive theory, but it still fails to explain some observations and so leads to the idea of the existence of new physics. To discover it experimentally, the ATLAS collaboration analyses the proton-proton collisions provided by the LHC.Analyses need data of good quality. Hence, the first part of this document describes a work to characterize the coherent noise bursts observed in the liquid argon calorimeters of the ATLAS experiment. Such noise has been studied and cured to ensure a high level of data quality.The second part of this thesis takes place in the context of a new physics search using top quark pairs. This study is focused on the case where boosted top quarks decay electronically. The reconstruction of top quarks in such cases was never optimized by the ATLAS collaboration. Therefore this study has lead to the definition and implementation of a new method called "electron-in-jet removal" improving significantly the top quark reconstruction in such topologies.This new method gives access to electrons that were previously removed. The correction factor applied to correct the imperfections of the simulation should then be computed for those electrons. Some preliminary measurements have been performed for the cases where the electron is within a jet. Two methods are presented as well as thoughts about future implementations

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Ferrara, Valentina. "Extraction of the top quark mass from the total top quark pair production cross section in the single lepton channel." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I, 2013. http://dx.doi.org/10.18452/16727.

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Abstract:

In dieser Arbeit wird eine Messung des totalen {\ttb} Produktions-Wirkungsquerschnitts im Einzellepton-Kanal vorgestellt. Der Wirkungsquerschnitt wird mittels einer Profile-Likelihood-Anpassung von Templates bestimmt, welche \"uber einen Lieklihood-Klassifikator unter Benutzung von vier kinematischen Variablen konstruiert werden. F\"ur ein Top-Quark der Masse $m_t=172.5$ GeV ergibt sich ein gemessener Wirkungsquerschnitt von $178.9 \pm 12$ pb, welcher innerhalb einer Standardabweichung mit den aktuellsten theoretischen Vorhersagen \"uberein stimmt. Um die Massenabh\"angigkeit des experimentellen Wirkungsquerschnitts zu bestimmen, wird die Messung f\"ur sieben weitere Werte der Top-Quarkmasse im Bereich zwischen 140 GeV und 200 GeV wiederholt. Mittels Vergleich dieser Massenabh\"angigkeit mit theoretischen Vorhersagen h\"oherer Ordnung wird die Top-Quarkmasse ermittelt. Diese Methode erlaubt die Bestimmung von zwei verschiedenen theoretischen Massenparametern: der Top-Quarkmasse im On-Shell-Schema $m_t^{\mathrm{pole}}$ sowie der Masse im $\overline{MS}$-Schema $\overline{m}_t(\overline{m}_t)$. Der Messwert mit der h\"ochsten erhaltenen Genauigkeit liegt bei $m_t^{\mathrm{pole}} = 171.2\pm 4.5$ GeV, und wird durch Verwendung der derzeit pr\"azisesten Berechnungen h\"oherer Ordnung im $\overline{MS}$-Schema erhalten. Dieser Wert stimmt innerhalb einer Standardabweichung mit den derzeitig besten Mittelwert von Messungen der Top-Quarkmasse am Tevatron \"uberein. A measurement of the total {\ttb} production cross section in the single lepton channel is presented. The cross section is extracted in a profile likelihood fit of templates constructed from a likelihood classifier using four kinematic variables. For a top quark of mass $m_t=172.5$ GeV, the measured cross section is $178.9 \pm 12$ pb. The measurement agrees within one-standard deviation with the latest theoretical predictions. The cross section measurement is repeated for seven other values of the top quark mass ranging from 140 GeV to 200 GeV to obtain the mass dependence of the experimental cross section. By comparing this with the mass dependence of different higher-order predictions, the top quark mass is extracted. This method allows the determination of two different theoretical mass parameters: the top quark mass in the on-shell scheme $m_t^{\mathrm{pole}}$ and in the $\overline{MS}$ scheme $\overline{m}_t(\overline{m}_t)$. The most precise measurement obtained is $m_t^{\mathrm{pole}} = 171.2\pm 4.5$ GeV, obtained when employing the most precise higher-order calculations in the $\overline{MS}$ scheme. This value agrees within one-standard deviation with the latest Tevatron average of the best top quark mass measurements.

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Asbah, Nedaa Alexandra. "Search for the Production of a Standard Model Higgs Boson in Association with Top-Quarks and Decaying into a Pair of Bottom-Quarks with 13 TeV ATLAS Data." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2018. http://dx.doi.org/10.18452/19311.

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Abstract:

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Suche nach der Produktion des Standardmodell Higgs-Bosons in Assoziation mit einem Top-Antitop-Quarkpaar ttH). Der verwendete Datensatz basiert auf einer integrierten Luminositat von 36.1 1/fb, aufgenommen mit dem ATLAS Detektor am Large Hadron Collider in den Jahren 2015 und 2016. Die selektierten Ereignisse enthalten entweder ein oder zwei Leptonen vom Zerfall des Top-Antitop-Quarkpaares. Die Sensitivität der Analyse wurde erhöht, indem die Ereignisse in unterschiedliche Regionen unterteilt wurden, basierend auf der Anzahl der Jets sowie der Wahrscheinlichkeit b-Jets zu enthalten. Methoden basierend auf multivariaten Analysetechniken wurden entwickelt, um ttH Signalereignisse vom Untergrund zu separieren, der von der Produktion von Top-Antitop-Quarkpaaren mit zusätzlichen b-Jets dominiert wird. Alle in der Analyse verwendeten Regionen wurden in einem Profile-Likelihood-Fit kombiniert, um die Vorhersagen des Untergrunds einzuschr{\"a}nken und die systematischen Unsicherheiten zu reduzieren. Ein Überschuss an Ereignissen über dem erwarteten Standardmodell-Untergrund wurde mit einer beobachteten (erwarteten) Signifikanz von 1.4 (1.6) Standardabweichungen gemessen. Die Daten schliessen ttH Signalstärken von mehr als 2.0 mit einem Konfidenzniveau von 95% aus. This thesis presents the search for the Standard Model Higgs boson produced in association with a pair of top-quarks (ttH). The analysis uses a 36.1 1/fb dataset of proton-proton collisions collected with the ATLAS detector, at the Large Hadron Collider during 2015 and 2016. The selected events contain either one or two leptons from the decay of the top-quark pair. In order to improve the sensitivity of the search, events are split in regions according to the number of jets and how likely these events are to contain b-jets. Methods based on multivariate techniques were developed and applied in the signal-enriched regions to discriminate ttH events against background events being dominated by top pair production with additional b-jets. All analysis regions are combined in a statistical model using a profile likelihood fit to constrain the background predictions and reduce the systematic uncertainties. An excess of events over the expected Standard Model background is found with an observed (expected) significance of 1.4 (1.6) standard deviations. A ttH signal strength larger than 2.0 is excluded at the 95% confidence level.

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Asquith, L. "Using ATLAS to investigate the associated production of a Higgs Boson with a pair of top quarks." Thesis, University College London (University of London), 2010. http://discovery.ucl.ac.uk/20202/.

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Abstract:

This thesis describes the study of the channel t \overline{t} H^{0}(H^{0}\rightarrowb\overline{b} with the ATLAS detector with 30fb^-1 of data and a center of mass energy of 10 TeV. Chapter 1 provides a description of the ATLAS detector, followed by a theoretical background in Chapter 2 and a discussion of phenomenology and event generation in Chapter 3. Issues associated with leptons and missing energy are presented in Chapter 4, with focus on optimising the preselection cuts to reduce the rate of background processes, including those previously unconsidered for this channel but found to be important as a consequence of this study. In addition, the reconstruction of the leptonically decaying W Boson from lepton and missing energy is described. The treatment of jets is introduced in Chapter 5, with the focus being again on the optimisation of preselection cuts. Studies presented here are on corrections for energy lost via both muons and neutrinos in semi-leptonic bdecays and preselection cuts based on the transverse momenta and b-weights of individual jets. The issues associated with combinatorial background and the use of jet charge to reduce it is also introduced here. The choice of jet algorithm is considered of great importance for this channel, thus is presented in detail in Chapter 6. Chapter 7 explores the reconstruction of the Higgs Boson from jet pairs, focusing on the segregation of jets by b-weight. The reconstruction of the t \overline{t} H^{0} system is studied with various techniques; an investigation of the use of jet charge to discriminate between b and \overline{b} jets is presented as a novel likelihood variable.Chapter 8 summarises the results obtained using the optimised preselection, jet algorithm and jet charge method. Systematic uncertainties are discussed throughout the thesis where relevant and also summarised.

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Dissertations / Theses on the topic 'Paire de quarks'

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