Développements des algorithmes de reconstruction des primitives de déclenchement pour le calorimètre à haute granularité et recherche de la production de paires de bosons de Higgs dans le canal de désintégration bbττ avec le détecteur CMS au LHC

Cette thèse présente l’étude de la production d’une paire de bosons de Higgs (HH) dans l’état final avec deux quarks b et deux leptons τ , utilisant des données de collisions proton-proton enregistrées à une énergie de centre de masse de 13.6 TeV. L’en-semble de données analysé correspond à une luminosité intégrée de 62 fb−1 collectée lors du Run 3(2022–2023) par l’expérience CMS au LHC. Le canal de désintégration bbτ τ offre un bon compromis entre une fraction de branchement significative (7.3%)et la pureté de la sélection des τ , assurant une bonne réjection du bruit de fond. L’étude de HH permet la mesure directe de l’auto-couplage du boson de Higgs(λHHH ), qui détermine la forme du potentiel de Brout-Englert-Higgs et est directement liée à la masse du boson de Higgs. Mesurer λHHH constitue donc un test cl ´e du MS et permet d’explorer le mécanisme de la brisure de symétrie électrofaible. Les limites supérieures attendues `a 95% de confiance sont respectivement 5.7 et 194 fois la prédiction MS pourσ(gg → HH) et σ(qq → HH). La prise de données du Run 3 est en cours et offre de nouvelles opportunités pour améliorer les performances de détection des particules. Le système de déclenchement de ni-veau 1 (L1T) joue un rôle central dans le programme de physique de CMS, et cette thèse étudie l’optimisation et la surveillance des algorithmes du L1T pour les leptons τ . Dans les années à venir, le LHC sera amélioré vers le High-Luminosity LHC, et CMS rem-placera ses calorimètres d’extrémité par le calorimètre à haute granularité (HGCAL) afin de maintenir ses performances dans un environnement plus difficile.De nouveaux algorithmes de reconstruction des primitives de déclenchement du HGCAL (TPG) ont été développes et évalues. Des études approfondies ont permis de analyser l’architecture du système TPG et de comparer les performances des algorithmes en versions logicielle et firmware. Les informations HGCAL sont également exploitées au L1T comme entrées pour des techniques avancées d’apprentissage automatique destinées à l’identification des particules. Les premières études ont montré une sensibilité prometteuse `a des signatures au-delà du MS