L'expérience BABAR, dont la prise de données a débuté en 1999 auprès du collisionneur PEP-II a SLAC, a pour objectif principal l'étude de la violation de la symétrie CP dans le système des mésons B. Après avoir précisémment mesuré sin2beta, notre attention se porte sur les deux autres angles alpha et gamma du triangle d'unitarité. Les travaux présentés dans cette thèse concernent la mesure de l'angle alpha dans le mode B0->rhopi. Nous avons réalisé une analyse CP dépendante du temps, ainsi que la mesure des rapports d'embranchement des modes B0->rho+-pi-+ et B0->rho-K+. Les résultats obtenus avec une luminosité intégrée de 80.9 fb-1 sont les suivants: B(B0->rho+-pi-+) = (22.6 +- 1.8 +- 2.2) 10-6, B(B0->rho-K+) = ( 7.3 +- 1.3 +- 1.3) 10-6, ACP(rhopi) = -0.18 +- 0.08 +- 0.03, ACP(rhoK) = -0.28 +- 0.17 +- 0.08, C(rhopi) = -0.36 +- 0.18 +- 0.04, S(rhopi) = -0.19 +- 0.24 +- 0.03, delatC(rhopi) = 0.28 +- 0.19 +- 0.04, deltaS(rhopi) = 0.15 +- 0.25 +- 0.03. Nous avons également mesuré le rapport d'embranchement de B0->rho0pi0, avec une signification statistique de 2.7 sigmas. Nous calculons une limite supérieure sur ce rapport d'embranchement: B(B0->rho0pi0) < 2.7 x 10-6 at 90 % CL. Enfin, nous avons developpé le coeur de l'analyse complète de B0->pi+pi-pi0, qui exploite toute l'information présente dans le diagramme de Dalitz. Des estimations de sensibilité expérimentale pour alpha ont été effectuées. Les résultats obtenus pour les modes B0->rhopi sont interprétés en terme de contraintes sur l'angle alpha au sein de méthodes utilisant la symétrie SU(2) et les modes B+->rhopi, ou la symétrie SU(3) et les modes B0->rhoK et B0->K*pi. Nous avons aussi réalisé la mesure du rapport d'embranchement du mode B0->a0pi sur une luminosité plus réduite de 20 fb-1, menant au résultat: B(B0->a0pi) = (6.2 +3.0-2.5 +- 1.1) 10-6. Des études phénoménologiques sur la faisabilité d'une analyse CP et la détermination de l'angle alpha grâce à ce mode ont aussi été accomplies. Enfin, nous décrivons les améliorations apportées au système de protection du SVT durant les périodes d'injection. En dehors du champ de la collaboration BABAR, nous avons développé un logiciel, dénomé CKMFitter permettant de réaliser une analyse globale de la matrice CKM au sein d'une analyse fréquentiste.

Ce travail de thèse a été mené auprès du détecteur BABAR situé sur le collisionneur PEP-II à Stanford. Les canaux B0 en pi+pi-, K+pi- et K+K- ont été analysés sur un ensemble de 88 millions de paires BBbar afin d'en mesurer les rapports d'embranchement et d'étudier la violation de CP s'y rattachant, qu'elle soit ou non dépendante du temps. Le but final est de mesurer l'angle alpha du triangle d'unitarité de la matrice CKM. Cette analyse a donné lieu à des études fines de la physique du méson B, comme la lutte contre le bruit de fond de paires de quark-antiquark grâce à une variable discriminante élaborée à cette occasion ou la recherche d'effets liés à la variable en temps. Un outil nouveau de validation a en outre été développé. L'interprétation phénoménologique des résultats obtenus a été menée grâce au logiciel CKMFitter à travers quatre cadres théoriques différents. Les résultats de l'expérience concurrente Belle ont également été interprétés.

La violation de CP dans le système des mésons B est étudiée auprès des usines à B depuis maintenant 8 ans. Fortes d'un premier succès apres la mesure de grande précision de l'angle beta du Triangle d'Unitarité, elles s'attèlent depuis peu à l'étude des deux derniers angles: alpha et gamma, qui sont encore très mal connus. Le travail présenté dans cette thèse concerne la mesure de l'angle gamma auprès du détecteur BABAR à SLAC en considérant les désintégrations B- en D0K*-. La méthode utilisée s'appuie sur les interférences au niveau du plan de Dalitz de la désintégration à trois corps : D0 en Ks Pi Pi, entre une contribution à l'amplitude de désintégration proportionnelle à l'élément Vub de la matrice CKM et une contribution proportionnelle à l'élément Vcb de cette même matrice. Cette méthode avait déjà été utilisée pour la mesure de l'angle gamma dans les désintégrations B- en D0 K- et B- en D*0 K-. Ce nouveau mode permet d'améliorer l'erreur statistique sur la mesure de 3 degrés, nous mesurons alors : gamma = (67 +- 28 +- 13 +- 11) degrés. La première incertitude correspond à l'erreur statistique, la deuxième à l'erreur systématique expérimentale et la troisième à l'erreur systématique associée au modèle utilisé pour décrire le plan de Dalitz D0 en Ks Pi Pi. Une présentation détaillée de ce modèle est aussi proposée car il est crucial pour l'analyse. A l'avenir, pour améliorer cette mesure, il faudra affiner la description du modèle de Dalitz à mesure que le nombre d'évènements disponibles auprès des usines à B augmentent.

Using data collected with the BABAR detector at the SLAC PEP-II electron-positron storage ring operating at a centre-of-mass energy near 10.58 GeV, the branching fractions $B(\tau^- \to \pi^-\pi^-\pi^+\nu_\tau) =(8.83\pm0.01\pm0.13)\%$, $B(\tau^- \to K^-\pi^-\pi^+\nu_\tau) =(0.273\pm0.002 \pm 0.009)\%$, $B(\tau^- \to K^-\pi^-K^+\nu_\tau) =(0.1346 \pm 0.0010 \pm 0.0036)\%$, and $B(\tau^- \to K^-K^-K^+\nu_\tau) =(1.58 \pm 0.13 \pm 0.12)\times10^{-5}$ are measured where the uncertainties are statistical and systematic, respectively. The invariant mass distribution for the $\tau^- \to \pi^-\pi^-\pi^+\nu_\tau$, $\tau^- \to K^-\pi^-\pi^+\nu_\tau$, $\tau^- \to K^-\pi^-K^+\nu_\tau$, and $\tau^- \to K^-K^-K^+\nu_\tau$ decays are unfolded to correct for detector effects. A measurement of $B(\tau^- \to \phi\pi^-\nu_\tau)=(3.42\pm0.55\pm0.25)\times10^{−5}$, a measurement of $B(\tau^- \to \phi^-K^-\nu_\tau) =(3.39\pm0.20\pm0.28)\times10^{−5}$ and an upper limit on $B(\tau^- \to K^-K^-K^+\nu_\tau [ex.\phi]) < =2.5\times10^{−6}$@90\%CL are determined from a binned maximum likelihood fit of the $\tau^- \to K^-\pi^-K^+\nu_\tau$ and $\tau^- \to K^-K^-K^+\nu_\tau$ $K^+K^−$ invariant mass distributions. The branching ratio $B(\tau^- \to K^-\nu_\tau)/B(\tau^- \to\pi^-\nu_\tau)$ is measured to be $(6.531\pm0.056\pm0.093)\times10^{−2}$ from which $|V_{us}|$ is determined to be $0.2255 \pm 0.0023$. The branching ratio $B(\tau^- \to \mu^-\nu_\tau\bar{\nu}_\mu)/B(\tau^- \to e^-\nu_\tau\bar{\nu}_e) =(9.796 \pm 0.016 \pm 0.035)\times10^{−1}$ is measured enabling a precision test of the Standard Model assumption of charged current lepton universality, $g_{\mu}/g_{e}=1.0036 \pm 0.0020$. The branching ratios $B(\tau^- \to K^-\nu_\tau)/B(\tau^- \to e^-\nu_\tau\bar{\nu}_e)=(3.882 \pm 0.032 \pm 0.056)\times10^{−2}$, and $B(\tau^- \to\pi^-\nu_\tau)/B(\tau^- \to e^-\nu_\tau\bar{\nu}_e)=(5.945 \pm 0.014 \pm 0.061)\times10^{−1}$ are measured which provide additional tests of charged current lepton universality, $(g_{\tau}/g_{\mu})_{\pi}= 0.9856 \pm 0.0057$ and $(g_{\tau}/g_{\mu})_{K}= 0.9827 \pm 0.0086$ which can be combined to give $(g_{\tau}/g_{\mu})_{\pi/K}= 0.9850 \pm 0.0054$. Any deviation of these measurements from the expected Standard Model values would be an indication of new physics.

Using data collected with the BABAR detector at the SLAC PEP-II electron-positron storage ring operating at a centre-of-mass energy near 10.58 GeV, the branching fractions $B(\tau^- \to \pi^-\pi^-\pi^+\nu_\tau) =(8.83\pm0.01\pm0.13)\%$, $B(\tau^- \to K^-\pi^-\pi^+\nu_\tau) =(0.273\pm0.002 \pm 0.009)\%$, $B(\tau^- \to K^-\pi^-K^+\nu_\tau) =(0.1346 \pm 0.0010 \pm 0.0036)\%$, and $B(\tau^- \to K^-K^-K^+\nu_\tau) =(1.58 \pm 0.13 \pm 0.12)\times10^{-5}$ are measured where the uncertainties are statistical and systematic, respectively. The invariant mass distribution for the $\tau^- \to \pi^-\pi^-\pi^+\nu_\tau$, $\tau^- \to K^-\pi^-\pi^+\nu_\tau$, $\tau^- \to K^-\pi^-K^+\nu_\tau$, and $\tau^- \to K^-K^-K^+\nu_\tau$ decays are unfolded to correct for detector effects. A measurement of $B(\tau^- \to \phi\pi^-\nu_\tau)=(3.42\pm0.55\pm0.25)\times10^{−5}$, a measurement of $B(\tau^- \to \phi^-K^-\nu_\tau) =(3.39\pm0.20\pm0.28)\times10^{−5}$ and an upper limit on $B(\tau^- \to K^-K^-K^+\nu_\tau [ex.\phi]) < =2.5\times10^{−6}$@90\%CL are determined from a binned maximum likelihood fit of the $\tau^- \to K^-\pi^-K^+\nu_\tau$ and $\tau^- \to K^-K^-K^+\nu_\tau$ $K^+K^−$ invariant mass distributions. The branching ratio $B(\tau^- \to K^-\nu_\tau)/B(\tau^- \to\pi^-\nu_\tau)$ is measured to be $(6.531\pm0.056\pm0.093)\times10^{−2}$ from which $|V_{us}|$ is determined to be $0.2255 \pm 0.0023$. The branching ratio $B(\tau^- \to \mu^-\nu_\tau\bar{\nu}_\mu)/B(\tau^- \to e^-\nu_\tau\bar{\nu}_e) =(9.796 \pm 0.016 \pm 0.035)\times10^{−1}$ is measured enabling a precision test of the Standard Model assumption of charged current lepton universality, $g_{\mu}/g_{e}=1.0036 \pm 0.0020$. The branching ratios $B(\tau^- \to K^-\nu_\tau)/B(\tau^- \to e^-\nu_\tau\bar{\nu}_e)=(3.882 \pm 0.032 \pm 0.056)\times10^{−2}$, and $B(\tau^- \to\pi^-\nu_\tau)/B(\tau^- \to e^-\nu_\tau\bar{\nu}_e)=(5.945 \pm 0.014 \pm 0.061)\times10^{−1}$ are measured which provide additional tests of charged current lepton universality, $(g_{\tau}/g_{\mu})_{\pi}= 0.9856 \pm 0.0057$ and $(g_{\tau}/g_{\mu})_{K}= 0.9827 \pm 0.0086$ which can be combined to give $(g_{\tau}/g_{\mu})_{\pi/K}= 0.9850 \pm 0.0054$. Any deviation of these measurements from the expected Standard Model values would be an indication of new physics.

L'analyse des modes B+/- -> pi+/- pi0 et B+/- -> K+/- pi0 a été menée avec un échantillon de données de 205 fb-1 correspondant à environ 227 millions de paires de mésons B, collectées par le détecteur BABAR. Les rapports d'embranchement et les asymétries de CP obtenus sont: B( B+/- -> pi+/- pi0) = (5.57 +/- 0.60 +/- 0.33) 10E-6 B( B+/- -> K+/- pi0) = (11.50 +/- 0.65 +/- 0.57) 10E-6 Acp( B+/- -> pi+/- pi0) = -0.01 +/- 0.10 +/- 0.02 Acp( B+/- -> K+/- pi0)= 0.06 +/- 0.06 +/- 0.01 Les contraintes sur l'angle le triangle d'unitarité par les analyses d'isospin des modes pi pi et K pi ont été étudiées. Des contraintes plus significatives ont été obtenues avec la symétrie SU(3) pour les modes B, Bs -> pipi/ Kpi / KK. Elles sont en bon accord avec l'ajustement CKM standard. Dans le futur une telle analyse pourrait entrer en compétition avec l'ajustement CKM standard, et permettre de déterminer des paramètres de Nouvelle Physique ou de brisure de SU(3) à partir des données.

Cette these porte sur l'etude de la violation de CP dans le secteur des mesons B et en particulier les mesures de l'angle gamma du Triangle d'Unitarite, en utilisant les donnees enregistrees par le detecteur Babar. L'angle gamma est la phase relative entre les elements Vub et Vcb de la matrice CKM.<br />Un parametre tres important dans les mesures de gamma est le rapport r entre les amplitudes des desintegrations qui comportent une transition des quarks b en u et les desintegrations qui comportent une transition b en c. La sensibilite a gamma est proportionelle a la valeur de ce parametre. Dans la premiere partie de cette these, les problematiques liees a l'etude de l'angle gamma ainsi que l'etat actuel des mesures sont presentes.<br />Le travail experimental est ensuite presente, il comporte deux analyses en utilisant les desintegrations B0 en D0(barD0)K*0. Dans la premiere analyse, le canal B0 en D0(barD0)K*0 est etudie en utilisant une methode ADS et les mesons D neutres sont reconstruits dans les etats finals K+pi-, K+pi-pi0 et K+pi-pi+pi- et complexes conjugues.Cette analyse permet de mesurer le rapport r pour le canal B0 en D0K*0.<br />On obtient: r = 0.260+0.077-0.088. La grande valeur obtenue pour r rend l'utilisation de ce canal tres interessante pour les experiences presentes et futures, pour la determination de l'angle gamma.Dans la deuxieme analyse, le canal B0 en D0(barD0)K*0 est etudie avec une methode Dalitz et les mesons D neutres sont reconstruits dans l'etat final KSpi+pi-. Cette analyse permet une mesure de l'angle gamma. On obtient gamma = (162 +- 56) degrees avec une ambiguite de 180 degrees. La determination du parametre r par les deux analyses combinées est: r=0.259+0.073-0.079}. Ces analyses donnent les premiers resultats sur gamma et r obtenus a partir des etudes des mesons B neutres.<br />Finalement, des etudes de simulation, bases sur les donnees, sont presentes. Ces etudes montrent que l'utilisation des canaux B0 en D0(barD0)K*0 peut donner une sensitivite a gamma comparable avec celle des autres analyses, qui utilisent les mesons B charges.

NIL

The branching fraction for B -&amp;gt; rho e nu decays and the CKM matrix element |Vub| is measured with semileptonic exclusive B-meson decays using approximately 55 million Upsilon(4S) -&amp;gt; BBbar decays collected during the years 2000 and 2001 with the BABAR detector. The result is Br(B0 -&amp;gt; rho- e+ nu) = (3.39 +- 0.44 +- 0.52 +- 0.60) x 10^-4, and |Vub| = (3.69 +- 0.23 +- 0.27 +0.40-0.59) x 10^-3. The quoted errors are statistical, systematic, and theoretical respectively. These are combined results obtained using five different form-factor models. Individual results are also quoted. / Das Verzweigungsverhältnis B -&amp;gt; rho e nu und das CKM Matrix Element |Vub| werden mittels semileptonischer exklusiver B Mesonen Zerfälle gemessen. Die Daten wurden in den Jahren 2000 und 2001 mit dem BABAR Dektektor aufgezeichnet und ensprechen ungefähr 55 Millionen Upsilon(4S) -&amp;gt; BBbar Zerfällen. Das Ergebnis ist Br(B0 -&amp;gt; rho- e+ nu) = (3.39 +- 0.44 +- 0.52 +- 0.60) x 10^-4 und |Vub| = (3.69 +- 0.23 +- 0.27 +0.40-0.59) x 10^-3. Die angegebenen Fehler sind statistisch, systematisch und theoretisch. Dieses Ergebnis ist eine Kombination von Ergebnissen fünf verschiedener Form-Faktor Modelle. Die Ergebnisse werden auch für jedes Modell einzeln angegeben.

Presented is a search for the rare hadronic B meson decay B0 -&amp;gt; eta phi. It is based on 86 x 10^6 BB pairs recorded by the BABAR experiment at the Stanford Linear Accelerator Center between 1999 and 2002. phi mesons are reconstructed in the channel phi -&amp;gt; K+ K-. eta mesons are reconstructed in the channels eta -&amp;gt; gamma gamma and eta -&amp;gt; pi+ pi- pi0. Signal events are identified by a candidate counting and a maximum-likelihood method. To ensure an unbiased measurement, the number of signal events is blinded throughout the analysis. Although no significant signal is found by either method, the maximum-likelihood method obtains a smaller statistical uncertainty. In this method, the branching fraction of the decay B0 -&amp;gt; eta phi is determined by the upper limit BR (B0 -&amp;gt; eta phi) &amp;lt; 3.28 x 10^-6 (90%). This value includes a systematic uncertainty of 6.2%. The cited upper limit is consistent with recent theoretical predictions. Therefore, this search gives no indication for particle interactions that are not described by the Standard Model of particle physics. / Vorgestellt wird eine Suche nach dem seltenen hadronischen B-Meson-Zerfall B0 -&amp;gt; eta phi. Sie basiert auf 86 x 10^6 BB-Paaren, die zwischen 1999 und 2002 vom BABAR-Experiment am Stanford Linear Accelerator Center aufgezeichnet wurden. phi-Mesonen werden im Kanal phi -&amp;gt; K+ K- rekonstruiert. eta-Mesonen werden in den Kanälen eta -&amp;gt; gamma gamma und eta -&amp;gt; pi+ pi- pi0 rekonstruiert. Zur Identifikation von Signalereignissen wird eine Abzählmethode und eine Maximum-Likelihood-Methode verwendet. Um eine unvoreingenommene Messung zu gewährleisten, bleibt die Anzahl der Signalereignisse während der gesamten Analyse blind. Durch keine der verwendeten Methoden wird ein signifikantes Signal nachgewiesen. Die Maximum-Likelihood-Methode liefert jedoch eine kleinere statistische Unsicherheit. In dieser Methode ist das Verzweigungsverhältnis des Zerfalls B0 -&amp;gt; eta phi durch die obere Grenze BR (B0 -&amp;gt; eta phi) &amp;lt; 3.28 x 10^-6 (90%) gegeben. Dieser Wert enthält eine systematische Unsicherheit von 6.2%. Die angegebene obere Grenze ist mit aktuellen theoretischen Vorhersagen konsistent. Damit gibt diese Untersuchung keine Hinweise auf Wechselwirkungen, die nicht durch das Standardmodell der Elementarteilchenphysik beschrieben werden.