Top quark mass measurement in tt events with a Jpsi or D meson in the final state with the Run 2 data of the ATLAS experiment at the LHC

Abstract

La collaboration ATLAS a collecté de 2015 à 2018 des collisions protons-protons à une énergie dans le centre de masse de 13 TeV auprès du grand collisonneur de hadrons (LHC) du CERN. Ces données permettent d'étudier le modèle standard de la physique des particules. La motivation majeure de cette thèse est la mesure la plus précise possible de la masse du quark top à partir de l'étude de paires de quarks top-antitop se désintégrant dans le canal lepton+jets, en utilisant des mésons Jpsi, D0 ou D*, issus de la désintégration d'un des quarks b. La masse du quark top ainsi mesurée est : mtop = 173,50 +/- 0,56 (stat.) +/- 1,51 GeV (syst.) = 173,50 +/- 1,61 GeV. D'autres études ont été menées sur l'endommagement par rayonnement du détecteur à pixels du trajectographe interne, sur la fragmentation du quark b ainsi que sur la précision attendue sur la masse du quark top à la fin de la période de haute luminosité du LHC en 2035.The ATLAS collaboration has collected from 2015 to 2018 proton-proton collisions at an energy in the center of mass of 13 TeV produced at the large hadron collider (LHC) at CERN. These data allow to study the standard model of particle physics. The main motivation for this thesis is to obtain a measurement as precise as possible of the top quark mass, from the study of pairs of top-antitop quarks decaying in the lepton+jets channel, using the mesons Jpsi, D0 or D* originating from one of the b quark in the final state. The top quark mass is thus measured to be : mtop = 173.50 +/- 0.56 (stat.) +/- 1.61 GeV (syst.) = 173.50 +/- 1.61 GeV. Other studies have been undertaken on radiation damage effects on the pixel detector of the tracking system, on the b quark fragmentation and on the expected precision on the top quark mass at the end of the high luminosity period of the LHC in 2035