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Alex MARTONE
Laboratoire des 2 infinis (L2IT)
Les big data du big bang
La première décennie d’exploitation du grand collisionneur de hadrons (LHC) a consolidé le succès du modèle standard (MS) de la physique des particules, en prouvant qu’il s’agit d’une description d’une précision impressionnante des interactions fondamentales. En particulier, depuis la découverte du boson de Higgs, de grands progrès ont été réalisés dans la détermination précise de ses propriétés.
Néanmoins, de nombreuses questions restent ouvertes sur la dynamique sous-jacente à la rupture de symétrie électrofaible, et donc sur la nature du boson de Higgs lui-même. Afin de clarifier cette question, nous proposons d’étudier les auto-interactions du boson de Higgs (HHH) ainsi que les interactions quartiques (VVHH). La mesure expérimentale de l’auto-couplage de Higgs est le seul moyen de vérifier la forme du potentiel de Higgs autour de son minimum. L’étude expérimentale du couplage quartique VVHH nous permettra de vérifier les subtiles annulations parmi les couplages du boson de Higgs prédites par le MS..
Même si la production de di-Higgs a été le canal conventionnel pour accéder à HHH et VVHH au LHC, cette thèse propose d’explorer un processus alternatif : la diffusion de bosons vectoriels conduisant à la production de deux bosons vectoriels et d’un Higgs (VBS VVH). Cette approche introduit une nouvelle voie expérimentale jusqu’à présent inexplorée. Dans cette thèse de doctorat, nous produirons les premiers résultats expérimentaux qui explorent cette voie au LHC.
La production de VVH est prévue comme un processus très rare dans le MS, cependant si cette production est observée tôt, elle serait une indication claire de l’existence de phénomènes de nouvelle physique. La physique au-delà du modèle standard peut effectivement augmenter le taux de production de VBS VVH, en modifiant la force de l’auto-interaction de Higgs ou par l’ apparition d’une nouvelle particule intermédiaire lourde. En utilisant le formalisme de la théorie effective des champs (EFT), les déviations possibles sur les distributions des observables VBS VVH seront paramétrées en utilisant des opérateurs d’ordre supérieur des champs MS, pointant dans la direction où une nouvelle physique pourrait être cachée