Recherche de nouvelle physique en tb̄ et mono-top / Search for new physics in tb̄ and mono-top

Personnes impliquées / People involved

Action scientifique passée / Former scientific action

J. Donini

M. Marjanovic

E. Nibigira

G. Gilles

T. Theveneaux-Pelzer

S. Calvet

Recherche de nouvelles particules impliquant la présence d'un seul quark top

• La recherche d'une nouvelle particule massive, le boson W', pouvant se désintégrer en un quark top et un quark b. L'existence de cette particule est motivée par de nombreuses théories postulant des dimensions supplémentaires de l'Univers, ou encore des théories permettant d'étendre les symétries fondamentales du Modèle Standard.
• La recherche d'un processus, appelée ``monotop'', consistant en un quark top ainsi que de l'énergie manquante, pouvant provenir de la production d'une particule de Matière Noire. L'existence de cette dernière est suggérée par des observations à l'échelle de l'Univers (par exemple la mesure de la vitesse de rotation des galaxies). Il ne s'agit pas de matière connue et elle est invisible (d'où son nom).

Recherche de nouvelle physique en tb̄ à 13 TeV

Dans la continuité de la recherche à 8 TeV (voir ci-dessous), l'équipe recherche des boson massifs W' avec les données du run 2 du LHC, à 13 TeV. La recherche porte sur des particules se désintégrant en un quark top et un quark b, dans un état final contenant des électrons ou des muons.

Les données sont en accord avec les prédictions du Modèle Standard et des limites à 95% de niveau de confiance ont été placées sur la section efficace de production du boson W' en fonction de sa masse. Ces résultats ont également pu être interprétés en terme de limites sur la constante de couplage de cette nouvelle particule :

Tous les graphiques et résultats sont sur cette page.

Recherche de nouvelle physique en tb̄ à 8 TeV

L'équipe a mené une recherche de bosons massifs et chargés, appelés W', dans les données proton-proton collectées par ATLAS en 2012 à une énergie dans le centre de masse de 8 TeV. Ces travaux ont donné lieu à une note de conférence en mai 2013, puis à un article en octobre 2014.

La recherche porte sur des bosons W' se désintégrant en un quark top et un quark b, dans un état final contenant des électrons ou des muons. Pour séparer le signal du bruit de fond une méthode multivariable utilisant des arbres de décision boostés est employée.

Les données sont en accord avec les prédictions du Modèle Standard et des limites à 95% de niveau de confiance ont été placées sur la section efficace de production du boson W' (gauche ou droite) en fonction de sa masse:

Ces résultats ont également pu être interprétés en terme de limites sur la constante de couplage de cette nouvelle particule:

De plus, une réinterprétation en terme de production de H^±, boson de Higgs chargé prédit par plusieurs théories au-delà du Modèle Standard, a donné lieu à une autre publication.

Documents →all

• EPJC 79 (2019) 970 (arXiv:1907.05120): ATLAS b-jet identification performance and efficiency measurement with tt̄ events in pp collisions at √s=13 TeV
• E. Nibigira: Ph.D. thesis: Recherche d'un boson massif W' se désintégrant en un quark top et un quark b avec le détecteur ATLAS au LHC
  (co-financement de la Région Auvergne-Rhône-Alpes), directed by J. Donini, R. Madar
• arXiv:1812.07831: Beyond the Standard Model Physics at the HL-LHC and HE-LHC
• ATL-PHYS-PUB-2018-044: Prospects for searches for heavy Z' and W' bosons in fermionic final states with the ATLAS experiment at the HL-LHC
• PLB 788 (2019) 347 (arXiv:1807.10473): Search for vector-boson resonances decaying to a top quark and bottom quark in the lepton plus jets final state in pp collisions at √s=13 TeV with the ATLAS detector
• JHEP 03 (2016) 127 (arXiv:1512.03704): Search for charged Higgs bosons in the H^±→tb decay channel in pp collisions at √s=8 TeV using the ATLAS detector
• G. Gilles: Ph.D. thesis: Recherche de résonances W'→tb̄ dans le canal lepton plus jets avec le détecteur ATLAS au LHC, directed by J. Donini
• PLB 743 (2015) 235-255 (arXiv:1410.4103): Search for W'->tb̄ in the lepton plus jets final state in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of √s= 8 TeV with the ATLAS detector
• EPJC (2015) 75:79 (arXiv:1410.5404): Search for invisible particles produced in association with single-top-quarks in proton-proton collisions at √s= 8 TeV with the ATLAS detector
• ATLAS-CONF-2013-050: Search for W' -> tb̄ in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of √s=8 TeV with the ATLAS detector