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SUMMARY:Search for doubly resonant beyond the Standard Model process with 
 one Higgs boson and one scalar resonance in the final state in the bbγγ 
 channel in the ATLAS experiment at the LHC
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DESCRIPTION:Speakers: Grigorii TOLKACHEV (CPPM\, Aix-Marseille Université
 \, CNRS/IN2P3 (FR))\n\nComposition du jury :\n\n\n\nNom\nAffiliation\nRôl
 e\n\n\nMossadek TALBY\nCPPM\, Aix-Marseille Université\, CNRS/IN2P3\nPré
 sident\n\n\nAnne-Catherine LE BIHAN\nIPHC\, Université de Strasbourg\, CN
 RS\nRapporteure\n\n\nAndrea KNUE\nFakultät Physik\, Technische Universit
 ät Dortmund\nRapporteure\n\n\nArely CORTES GONZALEZ\nICEPP and Department
  of Physics\, University of Tokyo\nExaminatrice\n\n\nEmmanuel MONNIER\nCPP
 M\, Aix-Marseille Université\, CNRS/IN2P3\nDirecteur de thèse\n\n\nTimot
 hée THEVENEAUX-PELZER\nCPPM\, Aix-Marseille Université\, CNRS/IN2P3\nCo-
 directeur de thèse\n\n\n\n \nRésumé :\nCette thèse présente une rech
 erche de résonances scalaires supplémentaires dans l'état final $X\\to 
 SH\\to b\\bar{b}\\gamma\\gamma$\, en utilisant les données de collisions 
 proton--proton enregistrées par le détecteur ATLAS auprès du LHC. L'ana
 lyse est motivée par des extensions du Modèle Standard (MS) avec un sect
 eur de Higgs étendu\, ainsi que par des excès locaux précédemment obse
 rvés par ATLAS et CMS dans le même état final. L'intégralité des don
 nées du Run 2 sont utilisées (140.1 $\\mathrm{fb}^{-1}$ à $\\sqrt{\\ma
 thrm{s}}$=13 TeV)\, ainsi qu'un échantillon de données du Run 3 (58.6 
 $\\mathrm{fb}^{-1}$ à $\\sqrt{\\mathrm{s}}$=13.6 TeV).\nDes travaux port
 ant sur les performances du calorimètre LAr et des photons sont égalemen
 t présentés: des études de la qualité des données de ce calorimètre\
 , de validation du déclenchement numérique et d'identification de défau
 ts liés à son électronique\, d'évaluation des cellules bruitées\, ain
 si que sur l'efficacité d'identification des photons pour la simulation r
 apide.\nLa recherche présentée dans cette thèse cible une résonance sc
 alaire lourde $X$ se désintégrant en un état scalaire plus léger $S$ e
 t en un boson de Higgs du MS\, $H$\, avec $S\\to b\\bar{b}$ et $H\\to\\gam
 ma\\gamma$. Un réseau de neurones paramétré est utilisé pour séparer 
 le signal du bruit de fond dans les intervalles de masse $170\\leq m_X\\le
 q1000$  GeV et $15\\leq m_S\\leq500$ GeV. Aucune déviation significative
  par rapport aux prédictions du MS n'est observée. La plus grande signif
 icance locale est de 2 $\\sigma$ pour $(m_X\,m_S)=(235\,60)$ GeV\, avec un
 e significance globale inférieure à 0.5 $\\sigma$. Les limites supérieu
 res observées à 95\\% CL sur $\\sigma(pp\\to X\\to SH\\to b\\bar{b}\\gam
 ma\\gamma)$ vont de $9.0~\\mathrm{fb}$ à $0.06~\\mathrm{fb}$\, tandis que
  les limites attendues correspondantes vont de $11.4~\\mathrm{fb}$ à $0.0
 9~\\mathrm{fb}$.\nCette recherche étant effectuée de manière quasi ind
 épendante du modèle\, dans le cadre de l'approximation de résonance ét
 roite (narrow-width approximation\, NWA)\, il est important d'évaluer la 
 validité de cette hypothèse avant d'interpréter les résultats dans des
  modèles spécifiques. L'interprétation est donc étendue au-delà de la
  NWA à l'aide de scénarios de référence du TRSM. Les effets de largeur
  finie\, de la production non résonante  $SH$ ainsi que de l'interféren
 ce entre les productions non résonante et résonante sont étudiés aux n
 iveaux partonique et reconstruit\, et leur impact sur la sensibilité de l
 'analyse est évalué pour plusieurs modèles de signal. Un critère de co
 mpatibilité est établi afin de déterminer la largeur maximale pour laqu
 elle les hypothèses de signal demeurent expérimentalement compatibles av
 ec le modèle de signal fondé sur la NWA. Ces résultats fournissent des 
 indications pour l'interprétation des limites sur les sections efficaces 
 obtenues avec des modèles de signal fondés sur la NWA dans des scénario
 s théoriques plus généraux susceptibles de prédire des résonances de 
 largeur finie.\nAbstract :\n\nThis thesis presents a search for additional
  scalar resonances in the $X\\to SH\\to b\\bar{b}\\gamma\\gamma$ final sta
 te using proton--proton collision data collected by the ATLAS detector at 
 the LHC. The analysis is motivated by extensions of the Standard Model (SM
 ) with an extended Higgs sector\, and by local excesses previously reporte
 d by ATLAS and CMS in the same final state. The search uses the full Run-2
  dataset\, corresponding to $140.1 \\mathrm{fb}^{-1}$ at $\\sqrt{s}=13~\\m
 athrm{TeV}$\, together with a partial Run-3 dataset\, corresponding to $58
 .6~\\mathrm{fb}^{-1}$ at $\\sqrt{s}=13.6$ TeV.\nWork on LAr calorimeter an
 d photon performance is also presented: studies on data-quality monitoring
  of this calorimeter\, digital-trigger validation and identification of de
 fects related to its electronics\, noisy-cell assessment\, and photon-iden
 tification efficiency with fast simulation.\nThe search presented in this 
 thesis targets a heavy scalar resonance $X$ decaying into a lighter scalar
  state $S$ and the SM Higgs boson $H$\, with $S\\to b\\bar{b}$ and $H\\to\
 \gamma\\gamma$. A parametrised neural network is used to separate signal f
 rom background over the mass ranges $170\\leq m_X\\leq1000$ GeV and $15\\l
 eq m_S\\leq500$ GeV. No significant deviation from SM predictions is obser
 ved. The largest local significance is 2 $\\sigma$ at $(m_X\,m_S)=(235\,60
 )$ GeV\, with a global significance below 0.5 $\\sigma$. Observed 95\\% CL
  upper limits on $\\sigma(pp\\to X\\to SH\\to b\\bar{b}\\gamma\\gamma)$ ra
 nge from 9.0 fb to 0.06 fb\, while the expected limits range from 11.4 fb 
 to 0.09 fb.\nSince this search is performed in a quasi-model-independent w
 ay using the narrow-width approximation (NWA)\, it is important to assess 
 the validity of this assumption before interpreting the results in specifi
 c models. The interpretation is therefore extended beyond the NWA using TR
 SM benchmark scenarios. Finite-width effects\, non-resonant $SH$ productio
 n\, and interference between non-resonant and resonant production are stud
 ied at parton and reconstructed levels\, and their impact on the analysis 
 sensitivity is evaluated using different models. A compatibility criterion
  is derived to determine the maximum width for which signal hypotheses rem
 ain experimentally compatible with the narrow-width signal model. These re
 sults provide guidance for interpreting the cross-section limits obtained 
 with narrow-width signal models in broader theoretical scenarios that may 
 predict finite-width resonances.\n\n \n \nLien Zoom : ID de réunion: C
 ode secret: \n \n\nhttps://indico.in2p3.fr/event/40208/
LOCATION:Amphithéâtre (CPPM)
URL:https://indico.in2p3.fr/event/40208/
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