Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
La découverte du boson de Higgs par les expériences ATLAS et CMS en 2012 a complété le Modèle Standard (MS) de la physique des particules en confirmant le mécanisme de brisure spontanée de la symétrie électrofaible. Dans le Modèle Standard, ce mécanisme confère aux bosons vecteurs leur masse ainsi que leur polarisation longitudinale, faisant des mesures de polarisation une sonde directe de la brisure de la symétrie électrofaible et d'éventuels phénomènes au-delà du Modèle Standard. Le boson de Higgs joue notamment un rôle essentiel dans la régulation de la diffusion des bosons vecteurs longitudinalement polarisés à haute énergie, garantissant la préservation de l'unitarité perturbative. Toute déviation des couplages du boson de Higgs prédits par le Modèle Standard nécessiterait l'existence de nouvelles interactions ou de nouvelles résonances afin de restaurer cette unitarité. Si ces nouvelles particules sont trop massives pour être produites directement au LHC, leurs effets pourraient néanmoins être observés indirectement dans les collisions proton-proton, notamment à travers des modifications des distributions cinématiques et de la polarisation des bosons vecteurs aux hautes énergies.
Ce projet porte sur l'étude de la production de paires de bosons vecteurs en association avec deux jets hadroniques vers l'avant, une signature caractéristique de la diffusion de bosons vecteurs (Vector Boson Scattering, VBS). L'analyse se concentrera sur les événements dans lesquels un boson se désintègre de manière hadronique tandis que l'autre se désintègre leptoniquement. Les effets potentiels de nouvelle physique étant attendus principalement dans le régime des hautes énergies, la sélection privilégiera les événements contenant un boson hadronique fortement boosté, dont les produits de désintégration sont reconstruits sous la forme d'un unique jet de grand rayon.
Les effets de nouvelle physique seront interprétés dans le cadre de la théorie des champs effectifs (Effective Field Theory, EFT). Cette approche décrit l'influence de particules trop lourdes pour être produites directement au LHC au moyen d'opérateurs de dimension supérieure ajoutés au lagrangien du Modèle Standard. Les distributions mesurées permettront ainsi de contraindre, de manière largement indépendante des modèles, les coefficients de ces opérateurs effectifs. Les contributions EFT étant particulièrement importantes dans les queues à haute énergie des distributions cinématiques, les mesures de production de paires de bosons à haute énergie offrent une sensibilité particulièrement élevée à ces effets. Une attention particulière sera portée aux opérateurs EFT modifiant la composition en polarisation des bosons vecteurs. Le ou la doctorant(e) développera une méthode innovante de contrainte des paramètres EFT fondée sur un classifieur multivarié combinant plusieurs observables cinématiques et angulaires.
Le projet vise également à
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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Contraintes et risques :
Le projet nécessite une bonne maîtrise de la programmation scientifique (Python, C++), des méthodes d'analyse statistique et du traitement de grands volumes de données. Le ou la doctorant(e) travaillera dans un environnement de calcul distribué (grille de calcul) et devra s'approprier les outils logiciels développés par la collaboration ATLAS.

Le travail s'inscrit dans le calendrier de la collaboration ATLAS, avec des échéances liées aux analyses et aux publications. Des missions ponctuelles au CERN ainsi que des déplacements pour participer à des ateliers et conférences scientifiques sont à prévoir. Aucun risque particulier autre que ceux liés au travail sur écran et à l'utilisation d'équipements informatiques n'est identifié.