Soutenance de thèse de Ngoc Khanh VU

Une analyse ciblant les recherches de production électrofaible de couples chargino-chargino (C1C1) ou chargino-neutralino (C1N2) est menée dans cette thèse. Les modèles de signal sont considérés dans le contexte de modèles simplifiés conservant la R-parité dans lesquels le chargino se désintègre en un boson W et le neutralino le plus léger, tandis que le neutralino le plus léger en un boson Z et le neutralino le plus léger. L'analyse se concentre sur les états finaux caractérisés par la présence d'un lepton (électron ou muon), de jets et d'une quantité de mouvement transverse manquante. Il vise une luminosité intégrée de 139 fb^-1 correspondant aux données complètes du Run 2 enregistrées par le détecteur ATLAS. Cette analyse exploite de grands jets R pour améliorer les sensibilités de recherche. Les incertitudes systématiques tant expérimentales que théoriques sont incluses pour les résultats. Une compatibilité des rendements d'événements observés et attendus peut être observée. La limite d'exclusion attendue à 95% CL s'étend jusqu'à 680 (720) GeV en masse de chargino pour neutralino sans masse dans la recherche C1C1 (C1N2). Dans la phase HL-LHC, l'actuel détecteur interne d'ATLAS sera entièrement remplacé par un nouveau détecteur tout silicium, l'Inner Tracker (ITk). Pendant toute la durée de vie du HL-LHC, les couches les plus internes d'ITk seront exposées à une fluence de rayonnement intégrée attendue pouvant atteindre 2 x 10^16 neq/cm^2. Cependant, les senseurs de pixels ITk ne peuvent supporter que la fluence maximale d'environ 10^16 neq/cm^2, ce qui signifie que ces couches les plus internes devraient être remplacées par la demi-vie du HL-LHC. Pour ce remplacement, si la technologie des senseurs CMOS est prête à supporter une fluence allant jusqu'à 1,6 x 10^16 neq/cm^2 d'ici là, les senseur CMOS pourraient devenir les candidats les plus prometteurs pour remplacer les capteurs planaires et 3D traditionnels. Dans cette thèse, une nouvelle conception de détecteur ITk Pixel avec les senseurs CMOS de 50 um d'épaisseur et de 25 x 25 um^2 pixels utilisés dans les couches les plus internes est simulée. La simulation a montré les avantages obtenus en utilisant les senseurs CMOS avec une réduction du cluster ToT, la largeur et une précision améliorée dans la reconstruction des paramètres transversaux de la piste pour un échantillon de muons pT = 100 GeV. Dans cette thèse, le mécanisme MonLeak (surveillance du courant de fuite) est utilisé pour mesurer le courant de fuite au niveau des pixels des modules de l'IBL, des couches Pixel (B-Layer, Layer 1, Layer 2) et des disques. Les mesures obtenues à partir des scans MonLeak montrent des divergences avec les mesures d'alimentation enregistrées par le système de contrôle du détecteur (DCS), étant plus élevées d'un facteur d'environ 2 dans les couches de pixels et les disques, tout en étant extrêmement supérieures d'un facteur d'environ un ordre de grandeur. dans l'IBL. Il existe plusieurs sources d'inefficacité contribuant à la perte de données de hit pendant le mécanisme de lecture. Les taux de perte de ces sources n'ont pas encore été simulés, mais seule une fraction ad-hoc de 0,9% des hits Monte-Carlo (MC) a été écartée au hasard pour tenir compte de ces inefficacités dans la simulation. Cette hypothèse était bonne pour le Run 1 mais ne convenait plus pour le Run 2. Dans cette thèse, de nouvelles méthodes sont développées, utilisant des données réelles pour estimer plus précisément le taux de perte de Double-hit (DH) dû à la perte d'un hit arrivant un pixel tandis que ce pixel est toujours occupé par le hit précédent et le taux de perte de copie tardive (LC) correspondant à la perte de hits arrivant dans les tampons à double colonne plus tard que la latence de déclenchement. Le taux de perte DH préliminaire de 0,96 % pour la couche B est obtenu à partir de la nouvelle méthode et peut être considéré comme une limite inférieure pour le taux de perte dans cette couche.

This thesis concentrates on an analysis targeting SUSY searches for electroweak production of chargino-chargino (C1C1) or chargino-neutralino (C1N2) pairs in the context of R-parity conserving simplified models in which the lightest chargino (C1) decays into a W boson and the lightest neutralino (N1), while the next-to-lightest neutralino into a Z boson and the lightest neutralino. The analysis focuses on final states characterized by the presence of one lepton (electron or muon), jets and missing transverse momentum. It is performed for the first time at the LHC and targets an integrated luminosity of 139 fb-1 corresponding to the full Run 2 pp collision data recorded by the ATLAS detector. This analysis exploits large-R jets to enhance the search sensitivities. Both the experimental and theoretical systematic uncertainties are included for the results. A compatibility of the observed and expected event yields can be observed. The expected exclusion limit at 95% CL extends up to 680 (720) GeV in the C1/N2 mass for the massless N1 in the C1C1 (C1N2) search. In the High Luminosity LHC phase starting from 2027, the current ATLAS Inner Detector will fully be replaced by a new all-silicon detector, the Inner Tracker (ITk). During the entire HL-LHC lifetime, the innermost ITk layers will be exposed to an expected integrated radiation fluence of up to 2 x 10^16 neq/cm^2. However, the ITk pixel sensors can only withstand the maximum fluence of roughly 10^16 neq/cm^2, implying that these innermost layers should be replaced by the half-life of the HL-LHC. For this replacement, if the CMOS sensor technology is ready to withstand a fluence of up to 1.6 x 10^16 neq/cm^2 by then, the CMOS sensors could become the most promising candidates to replace the tradition planar and 3D sensors. In this thesis, a new ITk Pixel detector layout with the CMOS sensors of 50 um thick and 25 x 25 um^2 pixel size used in the innermost layers is simulated. The simulation has shown the advantages achieved using the CMOS sensors with a reduction in the cluster ToT, width and an improved precision in the track transverse parameter reconstruction for a sample of pT = 100 GeV muons. Measuring leakage current is one of the most characterised methods to monitor the silicon radiation damage. While the leakage current at the module granularity level can be measured precisely using the power supply sub-system, it is difficult to achieve the precise measurements for the pixel-level leakage current. In this thesis, the MonLeak (monitoring of the leakage current) mechanism is used to measure the pixel-level leakage current of modules in the IBL, the Pixel layers (B-Layer, Layer 1, Layer 2) and disks. Measurements obtained from the MonLeak scans in 2019 show discrepancies with the power supply measurements recorded by the Detector Control System (DCS), being higher by a factor of about 2 in the Pixel layers and disks, while extremely higher by a factor of around one order of magnitude in the IBL. At the high luminosities of the LHC, there are several inefficiency sources contributing to the loss of hit data during the readout mechanism. The loss rates of these sources have not been simulated yet, but only an ad-hoc fraction of 0.9% of Monte-Carlo (MC) hits was discarded randomly to account for these inefficiencies in simulation. This assumption was fine for Run 1 but no longer suitable for Run 2. In this thesis, new methods are developed, using real data to estimate more precisely the Double-hit (DH) loss rate due to the loss of a hit arriving a pixel while this pixel is still busy with the previous hit and the Late copying (LC) loss rate corresponding the loss of hits arriving Double-Columns buffers later than the trigger latency. The preliminary DH loss rate of 0.96% for B-Layer is obtained from the new method and can be considered as a lower limit for the loss rate in this layer.