Désintégration du boson de Higgs en un boson Z et un photon et résolution temporelle du calorim[...]

CEA; Saclay; Sur place; EUR 80 000 - 100 000; Plein temps

Résumé du poste

Un institut de recherche propose une thèse à Saclay sur la désintégration du boson de Higgs en un boson Z et un photon, ainsi que l'optimisation de la résolution temporelle du calorimètre électromagnétique de CMS. Les candidats doivent avoir un Master 2 en physique des particules. Disponibilité à partir du 01/10/2026. Contactez Ferri Federico pour plus d'informations.

Formation

Master 2 en physique des particules ou équivalent

Description du poste

Description du sujet de thèse

La thèse se concentre sur la physique du boson de Higgs à travers une de ses désintégrations les plus rares et encore non observées, celle en un boson Z et un photon (canal Zgamma). Cette désintégration complète le portrait du boson de Higgs décrit jusqu’à présent et implique de manière unique tous les bosons neutres actuellement connus (Higgs, Z, photon), tout en étant sensible à d’éventuels processus de physique au-delà du modèle standard. L'état final de l’analyse consiste en deux leptons issus de la désintégration du boson Z (muons ou électrons, pour cette étude) et un photon. Les événements produits par d’autres processus du modèle standard contenant deux leptons et un photon (ou des particules mal identifiées pour tel) constituent le bruit de fond de l’analyse. Avec toutes les données recueillies durant le Run 2 du LHC (2015‑2018) et le Run 3 (2021‑2026), il sera possible de mettre en évidence cette désintégration, c’est‑à‑dire de l’observer avec une significativité statistique de plus de trois déviations standard.

La thèse inclut aussi une partie instrumentale d’optimisation de la résolution en temps du calorimètre électromagnétique de CMS (ECAL). Bien que conçu pour des mesures de précision en énergie, l’ECAL a aussi une excellente résolution sur le temps d’arrivée des photons et des électrons (environ 150 ps en collisions, 70 ps en faisceau test, avec conditions idéales). Dans un état final peuplé par des photons provenant de plusieurs dizaines d’évènements superposés (pileup), le temps d’arrivée d’un photon aide à vérifier sa compatibilité avec le vertex de désintégration du boson de Higgs. Cela sera crucial pendant la phase à haute luminosité du LHC (2029‑), quand le nombre d’évènements superposés sera environ un facteur 3 plus grand qu’aujourd’hui. Une nouvelle électronique de lecture du ECAL est en train d’être produite et sera installée dans l’ECAL et CMS pendant la durée de la thèse. Elle permettra d’atteindre une résolution en temps de 30 ps pour photons et électrons de haute énergie. Cette performance a été mesurée en test sur faisceau d’un module de l’ECAL en conditions idéales (pas de champ magnétique, pas de matériel du trajectographe devant l’ECAL, pas de pileup) : la thèse vise à développer des algorithmes pour maintenir cette performance au sein de CMS.

Domaine

Physique corpusculaire et cosmos

Sujets de thèse

Désintégration du boson de Higgs en un boson Z et un photon et résolution temporelle du calorimètre électromagnétique de CMS

Contrat

Thèse

Université / école doctorale

PHENIICS (PHENIICS), Paris‑Saclay

Localisation du sujet de thèse

Saclay

Critères candidat

• Master 2 en physique des particules ou équivalent

Disponibilité du poste

01/10/2026

Personne à contacter par le candidat

Ferri Federico [e-mail]
CEA
DRF/IRFU
91191 Gif‑sur‑Yvette Cedex
[phone]

Tuteur / Responsable de thèse

Ferri Federico [e-mail]
CEA
DRF/IRFU
91191 Gif‑sur‑Yvette Cedex
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En savoir plus

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