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CMS

Introduction générale ici (Roberto)

CMS durant le run 2 du LHC

  • Introduction ici (Colin)

    • Description rapide du détecteur CMS et des implications du groupe: ECAL, tracker, PF, jets, photons (Colin)
    • Conditions du run 2: challenge, etc, cf texte section jets (Colin)

  • Fonctionnement de CMS (Gaelle)

  • Objets de physique:

Physique au run 2

Les résultats d'ATLAS et de CMS sont compatibles avec les prédictions du modèle standard pour un boson de Higgs à la masse mesurée de 125 GeV. C'est en particulier le cas pour la force du signal observé dans les canaux de désintégration en paires de photons, de bosons Z, et de bosons W. Ceci indique que les couplages entre le boson découvert en 2012 et les bosons vecteurs W et Z sont compatibles avec le modèle standard, et donc que ce boson est effectivement un boson de Higgs, dont l'existence découle de la brisure spontanée de la symétrie électro-faible.

Le modèle standard autorise aussi l'existence d'un couplage de Yukawa entre le champ de Higgs et les champs fermioniques proportionnel à la masse des fermions. Les canaux de désintégration (gamma gamma, WW, et ZZ) sont légèrement sensibles au couplage avec le quark top car celui-ci est la contribution principale à la boucle fermionique intervenant dans le processus de production par fusion gluon-gluon. Néanmoins, pour une mesure précise des couplages de Yukawa, il est nécessaire de s'intéresser aux processus faisant intervenir au premier ordre un couplage entre le champ de Higgs et un champ fermionique. L'équipe CMS de l'IPNL a contribué à l'observation du couplage avec le quark top dans le processus où le boson de Higgs est produit en association avec une paire top-antitop. Les membres de l'équipe ont également joué un rôle majeur durant le run 1 du LHC à la mise en évidence de la désintégration du boson de Higgs en paire de taus.

La mesure de l'auto-couplage du boson de Higgs (HHH) permet d'accéder à lambda, un paramètre du potentiel du Higgs, qui influe sur la forme du potentiel et donc sur le mécanisme de brisure spontanée de la symétrie électro-faible. Une mesure précise de de lambda reste encore hors de portée, car elle nécessiterait une luminosité ou une énergie dans le centre de masse beaucoup plus importante. Néanmoins, l'équipe CMS de l'IPNL a mis en en place ... ici un peu d'infos sur les analyses de Maxime.

En outre, l'existence du boson de Higgs soulève plusieurs questions. Premièrement, le champ de Higgs est à l'heure actuel le seul champ scalaire fondamental. Les modèles à deux doublets de Higgs, dont fait partie le MSSM (extension supersymétrique minimale du modèle standard), prédisent des bosons de Higgs supplémentaires, qui pourraient avoir une masse inférieure ou supérieure à celle du boson de Higgs du modèle standard. L'équipe CMS de l'IPNL recherche de tels bosons à basse masse dans le canal de désintégration H -> gamma gamma, et à haute masse dans les canaux H -> tau tau et H -> ttbar. Deuxièmement, la masse du boson de Higgs ne résout pas le problème de hiérarchie. Celui-ci peut trouver une solution via l'introduction de nouvelles particules massives appelées "vector-like" quarks se couplant au boson de Higgs. Ces particules massives peuvent se désintégrer via les particules les plus massives du Modèle Standard connues à ce jour : un quark top et un boson de Higgs.

Mise à niveau de CMS pour le HL-LHC

Introduction upgrades ici (Maxime)