Recherche de violation de CP dans le couplage de Yukawa du lepton tau avec la méthode du vecteur polarimétrique dans les données du Run 2 de l’expérience CMS auprès du LHC

This thesis introduces a search for charge-parity violation in the tau Yukawa coupling with the polarimetric vector method. The presented work focuses on the optimization of the sensitivity of the last measurement performed by the CMS Collaboration with Run 2 data, to prepare the analysis of the Run 3 data. To do so, the limitations of the deployment of the polarimetric vector method are evaluated in fully hadronic and semi-leptonic decay modes containing a muon, with the main objective to replace the initial methods exploiting the tau visible decays only. Results from this study then motivated the possibility to perform a full analysis of Run 2data in the a13pr+μ final state with the tau leptons pair kinematic fit algorithm GEF. An improvement of the expected sensitivity of 15% is obtained with the polarimetric vector method in comparison to previous results. Work related to the study of tau spin observables in embedded samples has also been performed. Finally, the performance of the tau decay mode identification with the HPS algorithm has been evaluated in presence of the new photon and electron identification methods implemented within the CMS particle flow algorithm.Cette thèse présente une recherche de violation de charge-parité dans le couplage de Yukawa du lepton tau grâce à la méthode du vecteur polarimétrique. Le travail réalisé s'articule autour d’une recherche d’optimisation de la sensibilité de la précédente mesure réalisée par l’expérience CMS dans les données du Run 2 en vue de l’analyse des données du Run 3. Pour y parvenir, les performances de la méthode du vecteur polarimétrique dans les canaux purement hadroniques et les canaux semi-leptoniques contenant un muon sont étudiées, afin le cas échéant, de remplacer les méthodes précédentes fondées uniquement sur les produits de désintégration visibles des leptons taus. Les résultats de cette étude ont conduit à la réalisation d'une analyse complète des données du Run 2 dans le canal a13pr+μ à l’aide de l’algorithme d’ajustement cinématique des paires de leptons tau GEF. Une amélioration de la sensibilité attendue de l’ordre de 15% est observée en utilisant la méthode du vecteur polarimétrique. D’autre part, des travaux liés à l’étude des variables optimales de spin du lepton tau dans les échantillons de données hybrides dits “embedded” ont également été effectués. Enfin, les performances d’identification des modes de désintégration du lepton tau par l’algorithme HPS ont été évaluées dans le contexte de l'évolution des méthodes d’identification des photons et des électrons pour le Run 3 au sein de l’algorithme du flux de particules de CMS

Recherche de violation de CP dans le couplage de Yukawa du lepton tau avec la methode du vecteur polarimetrique dans les donnees du Run 2 de l'experience CMS aupres du LHC

This thesis introduces a search for charge-parity violation in the tau Yukawa coupling with the polarimetric vector method. The presented work focuses on the optimization of the sensitivity of the last measurementperformed by the CMS Collaboration with Run 2 data, to prepare the analysis of the Run 3 data. To do so, the limitations of the deployment of the polarimetric vector method are evaluated in fully hadronic and semileptonic decay modes containing a muon, with the main objective to replace the initial methods exploiting the tau visible decays only. Results from this study then motivated the possibility to perform a full analysis of Run 2 data in the a13pr+µ final state with the tau leptons pair kinematic fit algorithm GEF. An improvement of the expected sensitivity of 15% is obtained with the polarimetric vector method in comparison to previous results. Work related to the study of tau spin observables in embedded samples has also been performed. Finally, the performance of the tau decay mode identification with the HPS algorithm has been evaluatedin presence of the new photon and electron identification methods implemented within the CMS particle flow algorithm. Keywords : particle physics, CMS, LHC, Higgs boson, tau lepton, CP violation, polarimetric vector, Yukawa couplin

Recherche de violation de CP dans le couplage de Yukawa du lepton tau avec la méthode du vecteur polarimétrique dans les données du Run 2 de l’expérience CMS auprès du LHC

This thesis introduces a search for charge-parity violation in the tau Yukawa coupling with the polarimetric vector method. The presented work focuses on the optimization of the sensitivity of the last measurement performed by the CMS Collaboration with Run 2 data, to prepare the analysis of the Run 3 data. To do so, the limitations of the deployment of the polarimetric vector method are evaluated in fully hadronic and semi-leptonic decay modes containing a muon, with the main objective to replace the initial methods exploiting the tau visible decays only. Results from this study then motivated the possibility to perform a full analysis of Run 2data in the a13pr+μ final state with the tau leptons pair kinematic fit algorithm GEF. An improvement of the expected sensitivity of 15% is obtained with the polarimetric vector method in comparison to previous results. Work related to the study of tau spin observables in embedded samples has also been performed. Finally, the performance of the tau decay mode identification with the HPS algorithm has been evaluated in presence of the new photon and electron identification methods implemented within the CMS particle flow algorithm.Cette thèse présente une recherche de violation de charge-parité dans le couplage de Yukawa du lepton tau grâce à la méthode du vecteur polarimétrique. Le travail réalisé s'articule autour d’une recherche d’optimisation de la sensibilité de la précédente mesure réalisée par l’expérience CMS dans les données du Run 2 en vue de l’analyse des données du Run 3. Pour y parvenir, les performances de la méthode du vecteur polarimétrique dans les canaux purement hadroniques et les canaux semi-leptoniques contenant un muon sont étudiées, afin le cas échéant, de remplacer les méthodes précédentes fondées uniquement sur les produits de désintégration visibles des leptons taus. Les résultats de cette étude ont conduit à la réalisation d'une analyse complète des données du Run 2 dans le canal a13pr+μ à l’aide de l’algorithme d’ajustement cinématique des paires de leptons tau GEF. Une amélioration de la sensibilité attendue de l’ordre de 15% est observée en utilisant la méthode du vecteur polarimétrique. D’autre part, des travaux liés à l’étude des variables optimales de spin du lepton tau dans les échantillons de données hybrides dits “embedded” ont également été effectués. Enfin, les performances d’identification des modes de désintégration du lepton tau par l’algorithme HPS ont été évaluées dans le contexte de l'évolution des méthodes d’identification des photons et des électrons pour le Run 3 au sein de l’algorithme du flux de particules de CMS

Molecular flow simulations for SMOG2

Planned to be operational during LHC Run-3, the core of the SMOG2 project is based on a new part called the storage cell. This new system should allow to multiply by a factor 8 to 35, according to the gas specie, the areal densities previously reached with SMOG by injecting the same flow rate, and to inject new species such as deuterium. Molflow+ will beusedtosimulatethestoragecellandLHCb’s VELORFboxtoapproximatetheimpactofthe outcoming getterable gas on the NEG-coated surface of the RF box. As part of the project, it will also be shown that gas areal density loss through leaks due to the non-perfect closing of the storage cell are negligible

Search for CP violation in the tau Yukawa coupling with CMS

The proceedings present a measurement of the charge-parity (CP) properties of the Higgs boson in its coupling to tau leptons. To date, all measurements of its interactions with fermions and bosons are consistent with the standard model prediction of a purely scalar neutral Higgs boson nature and exclude the purely pseudo-scalar scenario. However an admixture of both CP-even and CP-odd states is still possible. In the presented analysis, the pure pseudo-scalar hypothesis is excluded at 3.0$\sigma$ in its coupling to the tau lepton with a measured CP mixing angle value $\alpha^{H\tau\tau}=-1\pm19^\circ$ at 68.3\% CL. Some prospects in future LHC operations are also presented

JRJC 2021- Journées de Rencontres Jeunes Chercheurs. Book of Proceedings

Journées de Rencontres Jeunes Chercheurs (JRJC2021). 17-23 octobre 2021, La Rochelle (France

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