Recherche de paires de bosons de Higgs dans l'expérience CMS: stratégie pour le Run-3 et le déclenchement au HL-LHC // Search for Higgs boson pair production with the CMS experiment: from the full Run-3 analysis to the HL-LHC trigger strategies

Depuis la découverte du boson de Higgs en 2012, le programme expérimental du Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) est entré dans une ère de mesures de précision, permettant des tests de plus en plus rigoureux du Modèle Standard (MS). Bien que toutes les propriétés mesurées du boson de Higgs restent cohérentes avec les prédictions du MS, un paramètre central du secteur scalaire est essentiellement non contraint : l'auto-couplage du boson de Higgs, ?H. Ce paramètre régit la forme du potentiel de Higgs et est intimement lié à la (meta)stabilité du vide électrofaible et à l'évolution à long terme de l'Univers. Sa mesure représente donc l'un des principaux défis majeurs du programme de physique actuel et futur du LHC. En combinant l'exploitation de l'ensemble des données du Run-3 avec le développement d'algorithmes de déclenchement (trigger) de nouvelle génération pour le HL-LHC, ce projet de thèse de doctorat établit un lien direct entre les mesures de précision du Higgs et l'innovation en matière de détecteurs. Au-delà de l'amélioration de la sensibilité de l'analyse actuelle dans le canal HH ?bbtt, le plus sensible au LHC, le projet vise à identifier et à surmonter les futures limitations expérimentales clés, en développant de nouvelles stratégies de reconstruction et de sélection qui contribueront à façonner le futur programme de physique de CMS.

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Since the discovery of the Higgs boson in 2012, the experimental program at the Large Hadron
Collider (LHC) has entered an era of precision measurements, enabling increasingly stringent tests of the
Standard Model (SM). While all measured Higgs boson properties remain consistent with SM predictions, a central parameter of the scalar sector is essentially unconstrained: the Higgs boson self-coupling, ?H.
This parameter governs the shape of the Higgs potential and is intimately connected to the (meta)stability
of the electroweak vacuum and the long-term evolution of the Universe. Its measurement therefore
represents one of the major outstanding challenges of the present and future LHC physics programme.
By combining the exploitation of the full Run-3 dataset with the development of next-generation trigger
algorithms for the HL-LHC, this PhD Thesis Project establishes a direct connection between precision Higgs
measurements and detector innovation. Beyond improving the sensitivity of the current HH ?bbtt analysis,
the project aims to identify and overcome future key experimental limitations, developing new reconstruction
and selection strategies that will contribute to shaping the future CMS physics programme.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Service de Physique des Particules
Laboratoire : Groupe CMS (CMS)
Date de début souhaitée : 01-10-2027
Directeur de thèse : Malcles Julie
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRFU/DPHP/CMS

Financement public/privé

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Service de Physique des Particules

Master de physique des particules