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Theses Year : 2008

Search for excited leptons at the HERA collider with the H1 detector

Recherche de leptons excités sur le collisionneur HERA avec le détecteur H1

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Abstract

The work presented in this Ph.D. thesis is a search for first generation excited leptons using the full data sample collected by the H1 detector installed on the HERA electron(positron)-proton collider.

This study is motivated by theoretical approaches which extend the Standard Model by assuming the existence of lepton compositeness. The whole $e^-p$ and $e^+p$
collisions data collected by H1 from $1994$ to $2007$ and corresponding to a total integrated luminosity of $475$~pb$^{-1}$ have been used for this analysis. The analysis of $13$ different topologies was done, covering all the decay branching ratio of excited electrons ($e^*$) and neutrinos ($\nu^*$). No evidence of the production of first generation excited leptons was observed. Exclusion limits on $e^*$ and $\nu^*$ production cross section and on the coupling constant $f/\Lambda$ as a function of the excited leptons mass are derived within gauge mediated models. The limit obtained extend the excluded region compared to previous excited lepton searches.

For the first time at HERA, possible $e^*$ production via contact interactions is also studied. The $e^*$ production via contact and gauge productions together, including the interference between the two production modes, was considered.
Le travail de cette thèse est consacré à la recherche de leptons excités de première génération dans les données enregistrées par l'expérience H1 auprès du collisionneur électron (positron)-proton HERA.

Cette recherche est motivée par les approches théoriques qui étendent le modèle standard en supposant l'existence de sous-structures composites aux leptons.
L'ensemble des données de collisions $e^+p$ et $e^-p$ accumulées par H1 entre $1994$ et $2007$, correspondant à une luminosité intégrée de $475$~pb$^{-1}$, ont été utilisées pour cette recherche. Les analyses effectuées concernent treize topologies différentes, ce qui couvre la totalité des rapports de branchement de déexcitation de l'électron ($e^*$) et du neutrino ($\nu^*$) excités. Aucune preuve de la production de ces leptons excités de première génération n'a été observée. Des limites d'exclusions sur la section efficace de la production de leptons excités et sur le couplage $f/\Lambda$ en fonction de la masse des leptons excités sont déduites dans le cadre d'une production par interaction de gauge. Les limites obtenues dans ce cadre étendent les résultats de recherches menées précédement.

Pour la première fois à HERA, la production possible de $e^*$ par interaction de contact a également été étudiée. Les deux modes conjoints de production par interaction de gauge et par interaction de contact, ainsi que l'interférence possible entre les deux processus, ont été considérés.
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Dates and versions

tel-00290842 , version 1 (26-06-2008)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00290842 , version 1

Cite

T.N. Trinh. Recherche de leptons excités sur le collisionneur HERA avec le détecteur H1. Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]. Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00290842⟩
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