Search for charginos and neutralinos with the ATLAS detector at the LHC

La recherche des charginos et des neutralinos avec le detecteur ATLAS au LHC

Steve Muanza (1)

1 LPC - Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand

In this thesis we study the potential of the ATLAS detector at the CERN LHC for discovering supersymmetry (SUSY) in the pp->w1+z2->3l+X channel. Results are given for both low and high luminosity of the LHC. Firstly we establish that SUSY can yield a 5 sigma excess with respect to the Standard Model expectations in the inclusive trilepton topology in a large domain of the SUSY parameter space. We show that SUSY processus other than pp->w1+z2 (SUSY background) may contribute substantially to this excess. Then we refine the event selection in order to increase the purity of the pp->w1+z2->3l+X signal. This enables to study specific properties of this process. In particular we reconstruct the mass difference m(z2)-m(z1). We propose a new method to reconstruct the whole gaugino sector (this method supposes the gaugino masses unification) based on the m(z2)-m(z1) measurement. A chapter deals with the study of the space uniformity of the response of the Hamamatsu R5900 phtomultipliers used for the read-out of the ATLAS hadron calorimeter (Tilecal).

Ce travail de thèse s'attache à simuler le potentiel de découverte de la supersymétrie (SUSY) au collisionneur LHC du CERN avec le détecteur ATLAS dans le canal pp->w1+z2->3l+X. Les résultats sont fournis pour les phases de basse et de haute luminosité du LHC. Dans un premier temps, nous montrons que la SUSY induit un excès à 5 écart-standards par rapport aux pédictions du Modèle Standard (MS) dans la topologie inclusive trilepton dans un grand domaine de l'espace des paramètres SUSY. Nous indiquons que les contributions des processus SUSY autres que pp->w1+z2 (fond supersymétrique) sont non négligeables. Ensuite, nous affinons l'analyse pour augmenter la pureté du signal pp->w1+z2->3l+X. Ceci nous permet d'étudier les propriétés spécifiques de ce processus. En particulier nous reconstruisons la différence de masse m(z2)-m(z1). Nous proposons une méthode originale pour reconstruire tout le secteur des gauginos à partir de cette observable expérimentale (cette méthode suppose l'unification de la masse des gauginos). Un chapitre est également consacré à l'étude de l'uniformité spatial e de la réponse des photomultiplcateurs Hamamatsu R5900 utilisés pour la lecture du calorimètre hadronique (Tilecal) d'ATLAS.

Mots clés: CERN; LHC; ATLAS; Tilecal SUSY; Chargino; Neutralino; Trilepton

Domaines: Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]

Steve Muanza. La recherche des charginos et des neutralinos avec le detecteur ATLAS au LHC. Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 1996. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011022⟩