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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-19-0671

DOMAINE DE RECHERCHE
Physique des particules / Physique corpusculaire et cosmos
INTITULÉ DU SUJET Français English

Amélioration du spectromètre a muons et physique du boson Z dans ATLAS

RÉSUMÉ DU SUJET

ATLAS, une expérience majeure du LHC, commence sa préparation en vue de l’augmentation de la luminosité prévue pour le Run3 et le HL-LHC. Le travail consistera dans un premier temps à réaliser l’analyse de données de qualification des nouveaux détecteurs à muons qui intégreront l’expérience dès 2020. La thèse se poursuivra par une mesure dans le domaine de la physique de précision du boson Z avec les données d’ATLAS.

La première année, l’étudiant se focalisera sur l’analyse des données cosmiques du banc de test pour un futur détecteur d’ATLAS au LHC, la nouvelle petite roue (NSW). Ce détecteur est de type Micromégas et devrait être installé à partir de 2020. Ces nouveaux modules sont nécessaires pour suivre l’amélioration des performances de l’accélérateur LHC attendue à l’horizon 2020, en termes de luminosité et de flux de particules produites. Les détecteurs Micromegas, pour MICRO MEsh GAseous Structure, sont des détecteurs de particules gazeux, issus du développement des chambres à fils, mais permettant un fonctionnement à haut flux et une construction simplifiée utilisant des procédés issus de la technologie des circuits imprimés. Inventés en 1992 par Georges Charpak et Ioannis Giomataris, les détecteurs Micromegas sont utilisés principalement en physique expérimentale (physique des particules, physique nucléaire, astrophysique, etc.) mais également pour des projets d’imagerie de grandes structures ou des objets denses avec des rayons cosmiques. Le travail consistera à valider les modules par l’analyse des données sur le banc cosmique de Saclay et à la participation des faisceaux tests au CERN.

Pour les deux autres années de thèse, le sujet est centré autour de la physique de précision électrofaible dans ATLAS. Le but est de mesurer avec la meilleure précision possible l’angle de mélange électrofaible, ainsi que la masse du boson Z, en exploitant les données du Run2 (et éventuellement du Run3). Le canal exploré est celui du boson Z se désintégrant en une paire de leptons muon-antimuon. L’étudiant devra travailler sur la calibration des muons en utilisant le J/Psi comme référence, et devra aussi, par des ajustements astucieux, réduire les incertitudes liées aux fonctions de structure du proton (PDFs). Ces mesures devraient amener à une amélioration sensible du fit électrofaible et ainsi contraindre le Modèle Standard, ainsi que la physique au-delà du Modèle Standard, de façon significative.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

M2 en Physique de particules

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'univers
Département d'Electronique, des Détecteurs et d'Informatique pour la physique
DÉtecteurs: PHYsique et Simulation
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2019
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Fabrice Balli  

CEA
DRF/IRFU/SPP/Atlas
Irfu/SPP
Bât 141
CEA-Saclay
91191 Gif-sur-Yvette Cedex

Téléphone : 33169081715

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris Sud
PHENIICS
DIRECTEUR DE THÈSE

Esther FERRER RIBAS

CEA
DRF/IRFU/DEDIP/DEPHYS
IRFU/DEDIP
Bat 534
CEA-Centre de Saclay
91191 Gif sur Yvette