Description

La découverte du boson de Higgs par l'expérience CMS a été une étape marquante, expliquant comment les particules fondamentales acquièrent leur masse. Cependant, la structure du potentiel de Higgs elle-même reste largement inexplorée. La prochaine frontière majeure en physique des hautes énergies est l'observation de la production de paires de bosons de Higgs (HH). Ce processus offre une sonde directe de l'auto-couplage du boson de Higgs, un paramètre crucial pour la reconstruction du potentiel scalaire du Modèle Standard et pour la compréhension de la stabilité du vide et de l'évolution précoce de l'Univers. Cette recherche sera l'objectif principal de cette thèse. L'analyse physique ciblera le canal de désintégration où un boson de Higgs se désintègre en une paire de quarks b et l'autre en une paire de leptons tau (HH→bbττ), en utilisant un ensemble de données de près de 500/fb collectées pendant les Run-1, Run-2 et le Run-3 en cours (2022-2026) du LHC. Atteindre la sensibilité requise exige le développement de méthodes innovantes d'extraction du signal, utilisant notamment des techniques avancées d'apprentissage automatique, ainsi que l'optimisation des stratégies de sélection en ligne pour capturer efficacement ces événements rares. Simultanément, le doctorant ou la doctorante contribuera aux préparatifs essentiels pour l'ère du LHC à Haute Luminosité (HL-LHC) en s'engageant dans la mise à niveau de Phase-2 du calorimètre à haute granularité (HGCAL) de CMS. Ce travail technique est directement lié aux futures mesures HH, en se concentrant sur la conception et la validation d'algorithmes avancés de génération de primitives de déclenchement (TPG). Ces algorithmes doivent fonctionner avec une faible latence et une haute précision pour reconstruire avec exactitude des objets physiques clés comme les leptons tau au milieu de la multiplicité de particules et des événements d'empilement extrêmes du HL-LHC, assurant ainsi la capacité continue d'effectuer des recherches de Di-Higgs à haute sensibilité.

Compétences requises

Le groupe CMS de l'École Polytechnique recherche un candidat au doctorat titulaire d'un Master (Master 2) en physique des particules, intéressé par la physique expérimentale des hautes énergies. Une connaissance de base de C++ et Python est recommandée.

Bibliographie

CMS Collaboration, 'A portrait of the Higgs boson by the CMS experiment' Nature 607 (2022) 60
https://arxiv.org/abs/2207.00043

Mots clés

Higgs boson , LHC , Haute Granularité, Déclenchement, Intelligence Artificielle, CMS experiment