Recherche d’un boson de Higgs doublement chargé par diffusion de bosons vectoriels à désintégration leptonique dans le modèle de Georgi-Machacek avec le détecteur ATLAS au LHC

Abstract

On cherche à établir des limites sur l’exclusion d’une résonance scalaire doublement chargée dans le modèle de Georgi-Machacek en se basant sur des données récoltées par l’expérience ATLAS située sur l’anneau du LHC, au CERN. Des modèles clés qui étendent le secteur scalaire du modèle standard par l’addition de triplets scalaires d’isos- pin faible sont détaillés, et leur relation avec la symétrie custodiale est étudiée. La phé- noménologie de la création par processus VBS de la résonance doublement chargée du modèle de Georgi-Machacek est présentée, particulièrement en ce qui a trait aux jets VBS et à la mauvaise identification de la charge. Les techniques de reconstruction de la masse résonante et d’isolation du signal par coupes sont explorées, ainsi que leur processus d’optimisation. Les limites attendues sont produites, et les véritables limites pourront être obtenues une fois l’étude des processus à bosons W de même charge du modèle standard complétée. Un outil d’apprentissage machine visant à identifier les cas de mauvaise identification de la charge est suggéré comme atout futur pour l’analyse.

We seek to establish limits on the exclusion of a doubly-charged scalar resonance in the Georgi-Machacek model based on data gathered by the ATLAS experiment located on the LHC ring, at CERN. Key models that extend the scalar sector of the standard model by addition of weak isospin scalar triplets are listed, and their relationship with the custodial symmetry is studied. The phenomenology of the VBS process generating the doubly-charged resonance of the Georgi-Machacek model is presented, particularly regarding the VBS jets and charge misidentification. Mass reconstruction techniques in the presence of neutrinos and signal isolation techniques via cuts are explored, as well as their optimisation process. Expected limits are produced, and true limits will be obtainable once the standard model study on same-sign W bosons has been completed. A machine learning tool aiming to identify charge misidentification cases is suggested as a future asset for the analysis.