Recherche de processus HH ou SH dans l'état final b b γγ avec l'expérience ATLAS au LHC

Stage numéro : M2-2526-AT-03
Laboratoire :Centre de Physique des Particules de Marseille Case 902
 163 avenue de Luminy - 13288 Marseille Cedex 9
Directeur :Cristinel Diaconu - 04.91.82.72.01 - diaconu@cppm.in2p3.fr
Correspondant :William Gillard - 04.91.82.72.67 - gillard@cppm.in2p3.fr
Groupe d'accueil :Atlas
Chef de groupe :Marlon Barbero - 04.91.82.76.58 - barbero@cppm.in2p3.fr
Responsable de stage :Timothée Theveneaux-Pelzer - +33 4 91 82 7275 - theveneaux-pelzer@cppm.in2p3.fr

Thématique : Physique des particules

La dernière pièce du Modèle Standard de la physique des particules, le boson de Higgs, a été découverte par les collaborations ATLAS et CMS en 2012.

Ce nouveau boson donne une occasion unique de rechercher de la physique au-delà du Modèle Standard.

Le groupe ATLAS au CPPM a eu un rôle moteur dans la détection et l'étude des propriétés du boson de Higgs dans plusieurs de ses modes de production et de désintégration.

Le groupe se concentre actuellement sur la détection de la production de deux bosons de Higgs (HH) ou d'un boson de Higgs et d'un possible nouveau boson scalaire (SH), processus qui n'ont jamais encore été observés.

La détection du HH serait une preuve formelle de l'auto-couplage du boson de Higgs et de la brisure de symétrie électrofaible telle que décrite dans le Modèle Standard, tandis que l'observation du SH serait une manifestation directe de physique au-delà du Modèle Standard telle que prédite dans plusieurs modèles.

Ce stage se concentrera sur l'état final b b γγ, dans lequel les bosons se désintègrent en une paire de photons et une paire de quarks b (H H → b b γγ ou S H → b b γγ).

Le run 3 du LHC, actuellement en cours, fournira suffisamment de données pour améliorer le potentiel de découverte pour ces processus.

L'analyse des données du run 3 a déjà commencé, et a conduit à deux publications préparées par plusieurs instituts à travers le monde qui collaborent au CERN.

D'autres publications sont envisagées, utilisant l'intégralité des données qui seront collectées d'ici le printemps 2026.

Le/la candidat/e sélectionné/e travaillera dans une équipe de quatre chercheurs et de deux doctorants au CPPM.

Il/elle analysera les distributions cinématiques et topologiques du signal dans le but d'améliorer la sélection des évènements de signal et de les séparer des bruits de fond.

Une connaissance préalable d'un langage de programmation, en particulier de C++/root ou de python, est un avantage mais n'est pas obligatoire.