Publication

Machine Learning for a search of Heavy Neutral Leptons with taus at the final state with CMS

2023

Résumé

This report presents a project of TPIVb at LPHE in which I used deep neural networks (DNN) to distinguish heavy neutral leptons decays with 3 leptons in the final state from various types of background. At least one of the 3 leptons is required to be a hadronic tau. The events used to train the DNN were created through a Monte Carlo simulation. Several kinematic variables were created out of variables that can typically be extracted from the quantities reconstructed by CMS, to be used as features for the DNN. A feature selection was done to determine which of these features plays a significant role in the DNN's ability to distinguish signal versus background. Finally, the performance of the DNN was evaluated in the different signal points.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/16d46a3f-699e-4bc9-9923-cb6979de4211

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Lepton

En physique des particules, un lepton est une particule élémentaire de spin qui n'est pas sensible à l'interaction forte. La famille des leptons est constituée des électrons, des muons, des tauons, des neutrinos respectifs et des antiparticules de toutes celles-ci. Le terme lepton provient du mot grec (« léger ») et se réfère à la faible masse du premier lepton découvert, l'électron, par rapport aux nucléons.

Neutrino stérile

Le neutrino stérile est un type hypothétique de neutrino qui n'interagit via aucune des interactions fondamentales du modèle standard de la physique des particules, hormis la gravité. C'est un neutrino dextrogyre (autrement dit à chiralité droite) léger ou bien un antineutrino lévogyre qui pourrait s'ajouter au modèle standard, et prendre part aux phénomènes tels que le mélange des neutrinos. Le terme neutrino stérile est utilisé pour le distinguer du neutrino actif du modèle standard, qui dispose d'une charge pour l'interaction faible.

Tau (particule)

Le tau (également appelé lepton tau ou tauon) est une particule élémentaire de la famille des leptons, de masse . Il est symbolisé par τ−. Découvert en 1976 par le Physicien Martin Lewis Perl, ses propriétés sont proches de celles de l'électron et du muon, mais il est plus massif et de faible durée de vie. Avec son neutrino associé et les quarks top (t) et bottom (b), il forme la troisième génération (la plus massive) de fermions dans le modèle standard. Son antiparticule est l'antitau (τ+).

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