Chromodynamique Quantique aux collisionneurs hadroniques : Vers une automatisation du calcul des processus multi-particules à l'ordre d'une boucle. Application à la production de deux photons et d'un jet

• Main Author: Mahmoudi, Farvah
• Language: FRE
• Published: 2004
• Subjects: [PHYS:HEXP] Physics/High Energy Physics - Experiment; [PHYS:MPHY] Physics/Mathematical Physics; Chromodynamique Quantique; QCD perturbative; corrections radiatives; calcul automatique; NLO; boson de Higgs; collisionneurs hadroniques; LHC; amplitude d'hélicité
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006725; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/04/71/32/PDF/tel-00006991.pdf

Le futur collisionneur du CERN (le LHC) possède un fantastique potentiel de découverte à condition d'avoir une prédiction quantitative de la QCD. Pour ce faire, il est nécessaire d'effectuer des calculs dans l'approximation NLO de manière à réduire la dépendance de la section efficace en fonction des échelles non physiques. Pour obtenir des résultats dans cette approximation, il faut calculer les sections efficaces des sous-processus partoniques contribuant à la réaction étudiée à l'ordre le plus bas ainsi que les corrections virtuelles (une boucle) et réelles. Le calcul des corrections virtuelles reste très compliqué si le nombre de particules externes est supérieur à quatre ou si les particules externes (internes) sont massives.<br />Dans cette thèse est proposée une méthode automatique pour effectuer les calculs à une boucle et à cinq pattes, et qui peut être généralisée aux cas de particules massives.<br />Dans une première partie, nous décrirons divers outils et méthodes nécessaires à de tels calculs. Nous les appliquerons ensuite au calcul de la réaction (gluon + gluon -> photon + photon + gluon), qui intéresse les expérimentateurs des expériences ATLAS et CMS comme bruit de fond à la recherche du Higgs, notamment pour décrire correctement la queue de la distribution transverse du boson de Higgs. Sera alors présenté le résultat explicite de cette amplitude pour chaque configuration d'hélicités sous une forme compacte et une représentation clairement invariante de jauge. Nous terminerons par une étude phénoménologique de cette réaction.