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A la recherche de nouvelles particules lourdes avec ATLAS

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A la recherche de nouvelles particules lourdes avec ATLAS

En Mars 2019, la collaboration ATLAS a soumis la première publication basée sur la totalité des données du Run2 du LHC. Collectées entre 2015 et 2018, les données sont analysées à la recherche de nouvelles particules lourdes se désintégrant en deux leptons, qui peuvent être deux électrons ou deux muons.

L’utilisation d’état final avec deux leptons a une longue et fructueuse histoire, allant de la découverte du méson J/psi en 1974 et du méson Upsilon en 1977 à celle du boson Z en 1983, dans laquelle les physiciens du LAPP ont eu un rôle majeur. Sachant que ces étapes clé ont conduit à l’établissement du modèle standard de la physique des particules, l’étude du même état final pourrait montrer le chemin à suivre pour comprendre les processus physiques qui le prolongent.

Il s’agit de plus d’un des canaux les plus sensibles dans la recherche de nouvelle physique, grâce à l’excellente précision obtenue par le détecteur ATLAS sur la mesure de l’énergie et de l’impulsion des leptons (électrons et muons), la simplicité de la signature expérimentale ainsi que le pouvoir de réjection du fond résultant de la présence de deux leptons.

Cette figure montre la distribution de la masse des paires d’électrons sélectionnées dans les données (points noirs), comparée au bruit de fond (ligne pleine rouge) et au signal attendu si un nouveau boson Z’ existait (lignes rouges pointillées, chacune correspond à une hypothèse). La soustraction (partie inférieure de l’image) est utilisée pour qualifier la compatibilité entre données et bruit de fond

Aucun signe de nouvelle physique n’a été observé jusqu’à présent, mais cette étude a approfondi l’exploration de la physique aux plus hautes énergies.

L’équipe ATLAS du LAPP a joué un rôle majeur dans de résultat. Son programme de recherche bénéficie du support financier du labex ENIGMASS

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