Cette thèse présente la mise en oeuvre de la méthode de Gronau-London-Wyler (GLW) pour les désintégrations B-> D*K. Elle s'inscrit dans le cadre de la mesure de l'angle gamma du triangle d'unitarité de la matrice CKM. Les données utilisées proviennent de l'expérience babar. Après une revue de la violation de CP dans le Modèle Standard, les principaux moyens utilisés à l'heure actuelle pour mesurer l'angle gamma sont décrits, avec un intérêt particulier pour la méthode GLW. L'analyse des modes B-> D*K est ensuite présentée. Elle repose sur une sélection optimisée pour maximiser la sensibilité au signal. Un ajustement par maximum de vraisemblance permet de mesurer les quatre observables GLW $\mathcal A_{\CP\pm}^*$ et $\mathcal R_{\CP\pm}^*$ reliées à l'angle gamma. Les résultats obtenus sur les Runs 1 à 5 de BaBar, correspondant à 347 fb$^{-1}$, soit environ $381\times 10^6$ paires $B\bar B$, sont $\mathcal A_{\CP+}^*=-0,114\pm0,089\pm0,007$, $\mathcal A_{\CP-}^*=0,060\pm0,099\pm0,016$, $\mathcal R_{\CP+}^*=1,313\pm0,132\pm0,029$, $\mathcal R_{\CP-}^*=1,081\pm0,119\pm0,034$. Traduits en terme de coordonnées cartésiennes $x_\pm^*$ afin de faciliter la comparaison avec la méthode de Dalitz, ils mènent à $x_+^*=0,112\pm0,061\pm0,012$, $x_-^*=0,004\pm0,059\pm0,012$. Ces valeurs obtenues sont compatibles avec les mesures précédentes de babar et Belle. La prise en compte des modes $D*->D0gamma$ permet d'améliorer la précision, par une réduction de l'incertitude d'un facteur deux pour les observables de CP paire et d'un facteur trois pour celles de CP impaire. La précision obtenue sur les coordonnées cartésiennes est meilleure que celle provenant de la combinaison des mesures des analyses de Dalitz de BaBar et Belle. La statistique utilisée ne permet pas d'attendre avec $\mathcal R_{\CP\pm}^*$ une précision suffisante sur $r_B^*$ afin d'en déduire une contrainte sur gamma avec la méthode GLW seule. Néanmoins la combinaison de cette mesure avec celles issues des analyses de Dalitz déjà disponibles permettra de l'améliorer.

Sont décrits dans cette HDR, les travaux scientifiques que j'ai réalisés depuis ma thèse, soutenue en 1994. La première partie de ces travaux fut consacrée à la construction et au développement de détecteurs au sein de l'expérience BaBar. La seconde partie, plus longuement développée ici, fut l'étude des processus di-leptoniques e+e- ->l+l- au sein de l'expérience ALEPH à LEP2. Dans l'expérience BaBar, j'ai tout d'abord contribué à l'étude de faisabilité d'un compteur Cerenkov à seuil dédié à l'identification des particules chargées. J'ai ensuite eu la responsabilité de la construction d'une chambre à fils de contrôle du gain installée dans le système de gaz de la chambre à dérive de BaBar. Ces activités incluaient un travail de conception et de simulation de détecteurs ainsi qu'un travail d'analyse de données de tests. J'ai ensuite participé à l'analyse des données de LEP2 par la mesure des sections efficaces et des asymétries avant-arrière des processus di-leptoniques. J'ai effectué l'interprétation de ces mesures dans le cadre de différents scénarios de nouvelle physique au-delà du Modèle Standard, tels que les interactions de contact à quatre fermions, les dimensions supplémentaires ou la production de sneutrinos avec violation de R-parité. J'ai de plus participé à la combinaison des résultats di-leptoniques des quatre expériences LEP. Ces années passées entre construction de détecteurs et analyse de données dans le domaine de la physique électrofaible m'incitent à rejoindre aujourd'hui la thématique des neutrinos. Le projet de recherche que je présente est centré sur cette thématique, notamment sur mon implication future dans le projet Laguna-LBNO. Enfin, je décris aussi dans ce mémoire mes différentes activités de diffusion scientifique, notamment auprès du public scolaire, car, en plus de mon travail de recherche et d'enseignement, c'est un aspect important de mon activité de ces dix dernières années.

Une mesure de l'asymétrie de CP dépendante du temps des désintégrations radiatives B0 en KS pi+ pi- gamma, est effectuée à partir d'un échantillon de 470.9 millions d'événements Upsilon(4S) en BBbar enregistrés par le détecteur BaBar auprès du collisionneur asymétrique Pep-II situé au SLAC. En utilisant les événements satisfaisant m(K pi pi)<1.8 GeV/c^2, 0.60.945 GeV/c^2, les paramètres de violation de la symétrie de CP ainsi obtenus sont S(KS pi+ pi- gamma) = 0.137 pm 0.249 + 0.042 - 0.033 et C(KS pi+ pi- gamma) = -0.390 pm 0.204 + 0.045 - 0.050. À partir de ces résultats la valeur de l'asymétrie de CP dépendante du temps reliée aux états propres de CP Rho0 KS, est extraite: S(KS Rho0 gamma) = 0.249 pm 0.455 + 0.076 - 0.060. Cette observable apporte de l'information relative aux états de polarisation du photon dans les processus sous-jacents de transitions radiatives b en s gamma. En utilisant l'hypothèse de conservation de la symétrie d'isospin, l'extraction de S(KS Rho0 gamma) à partir S(KS pi+ pi- gamma) est effectuée à partir de l'étude des désintégrations B+ en K+ pi+ pi- gamma, où les amplitudes des différentes résonances intermédiaires Rho0 K+, Kstar0 pi+ et (K pi) S-wave pi+, contribuant au système K pi pi, sont mesurées. Cette étude, en plus de l'information nécessaire à l'extraction de S(KS Rho0 gamma), a permis d'extraire les contributions relatives des résonances kaoniques au système K pi pi, ainsi que les fractions globales des modes résonants Rho0 K+, Kstar0 pi+ et (K pi) S-wave pi+, constituant une source d'information utile à d'autres études sur la polarisation du photon.

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.

Je présente 10 ans de travaux de recherche sur la physique du B et de la violation de CP, dans le cadre de l'expérience BaBar à SLAC et du groupe d'interprétation phénoménologique et statistique de ces mesures : CKMfitter. Je place ces travaux dans la perspective du potentiel de physique de l'expérience LHCb, au CERN. Depuis 1998, j'ai participé à la fin de la construction du détecteur BaBar, notamment de sa chambre à fils et de son système de gaz, à sa mise en route et à sa prise de données jusqu'au mode de croisière et à la fin de son fonctionnement en 2008. Je décris les activités de calibration et d'études des données que j'ai menées pour la reconstruction et la sélection des électrons et les neutres dans BaBar. Je présente les mesures que j'a effectuées sur la physique des modes B en charmonium, qui ont servi à observer pour la première fois la violation de CP dans les mésons B, par la mesure du paramètre sin(2beta). Dans le cadre du groupe des désintégrations des mésons B en modes charmés, je présente les mesures que j'ai effectuées sur les modes supprimés de couleur, pour comprendre la phénoménologie des désintégrations des B et pour mesurer l'angle CKM beta, dans 2 approches alternatives aux modes charmonium. Enfin je décris les mesures de l'angle CKM gamma, par recherche de violation directe de CP, dans les modes B- en D(*)K- et DK*-.

Les détecteurs gazeux à micropistes (MSGC) ont fait l'objet d'un vaste programme de recherche et développement dans le but de les qualifier pour équiper le trajectographe de l'expérience Compact Muon Solenoid (CMS) installée sur l'un des 4 points d'interaction du collisionneur proton proton de 14 TeV: le Large Hadron Collider (LHC) en construction au CERN. Les points étudiés les plus critiques pour que les MSGC et leurs variantes telles que les grilles de multiplication d'électrons (GEM) fonctionnent dans l'environnement difficile du LHC sont: la tenue aux flux de particules très ionisantes, le vieillissement dû aux radiations ainsi que la rapidité du signal pour un déclenchement à 40 MHz. Les paramètres importants pour l'optimisation du gain de ces détecteurs sont le mélange de gaz, la résistivité des substrats qui constituent le support des détecteurs et le métal des pistes. L'étude de ces paramètres a permis de définir le détecteur gazeux qui assure une stabilité de fonctionnement avec un gain constant pendant dix ans de collisions LHC. Il se compose de deux étages de multiplication d'électrons dans le gaz (amplification), associant un détecteur MSGC à un détecteur GEM. <br /> L'expérience BaBar, installée sur l'anneau PEP II à SLAC, a été conçue pour étudier la violation de CP dans le système des mésons B. Les premières collisions e+ e- ont été enregistrées en mai 1999. En août 2006, la luminosité intégrée enregistrée par l'expérience s'élevait à plus de 390 fb-1 dont 350 fb-1 à la résonance Y(4S) correspondant à plus de 385 millions de désintégrations e+ e- -> Y(4S)->BB. Dès les conférences de l'été 2001, la collaboration BaBar avait pu présenter la première observation significative de la violation de CP dans le secteur des B. Avec l'accumulation des données, la précision statistique de cette mesure s'est améliorée de plus qu'un facteur 4 et la précision systématique de près d'un facteur 3. Le grand nombre de désintégrations BB permet aussi de construire un échantillon de données où un premier méson B est totalement reconstruit. Les paramètres du second B sont alors calculés à partir de ceux des faisceaux et du premier B. Grâce à cet échantillon, la détermination du nombre de charme moyen (le nombre de quarks c produits dans les désintégrations des mésons B) avec les mesures inclusives des désintégrations des mésons B- et B0 en mésons D et Ds et baryons charmés Λc a pu être effectuée séparément pour les mésons B chargés et neutres en s'affranchissant d'un grand nombre d'hypothèses ainsi que des erreurs systématiques qui en découlent. Avec le même échantillon de données, la mesure des rapports d'embranchement des modes B- ->D0(* , **)pi - et B 0->D+(* , **)pi- a été effectuée avec une méthode originale dans BaBar, celle de la masse manquante. Dans le système du second B, les rapports d'embranchement ont été mesurés en calculant la masse manquante au pi -, qui est le module du quadrivecteur impulsion manquant (les quadrivecteurs impulsion du Y(4S), du premier méson B et du pi- étant déterminés). Ceci a permis d'améliorer la précision de la mesure en réduisant la contribution des incertitudes systématiques. Cette mesure ainsi que la mesure du taux de charme permettent respectivement de contraindre l'hypothèse de la factorisation dans les calculs de la Heavy Quark Effective Theory (HQET), et les paramètres de la chromodynamique quantique (QCD), tels que le rapport des masses des quarks et l'échelle de renormalisation.

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.

Les travaux présentés dans cette thèse décrivent l'analyse angulaire complète dépendante du temps du canal vecteur-vecteur B_d^0 -> J/Psi (K_S^0 Pi^0)*0. Après un rappel consacré à la violation de CP dans le système des mésons B est traitée la phénoménologie des canaux vecteur-vecteur du type charmonium-K*(892). La méthode pour la mesure des amplitudes de transversité des canaux B -> J/Psi K*(892), basée sur l'utilisation d'un pseudo-maximum de vraisemblance, est ensuite exposée. Les résultats obtenus avec 81.9 fb-1 de données collectées par le détecteur BABAR au pic de la résonance Upsilon(4S) sont |A_0|^2 = 0.565 +- 0.011 +- 0.004, |A_para|^2 = 0.206 +- 0.016 +- 0.007, |A_perp|^2 = 0.228 +- 0.016 +- 0.007, delta_para = -2.766 +- 0.105 +- 0.040 et delta_perp = 2.935 +- 0.067 +- 0.040. A noter que (delta_para, delta_perp) -> (-delta_para, Pi - delta_perp) est aussi une solution. Les phases fortes delta_para et delta_perp sont à > 3 sigma de factorisation. L'analyse de l'asymétrie avant-arrière en fonction de la masse K Pi a révélé la présence d'une onde S cohérente qui interfère avec le K*(892). C'est la première mise en évidence de la présence de cette onde dans le système K Pi provenant de la désintégration d'un méson B. La particularité du canal B_d^0 -> J/Psi (K_S^0 Pi^0)*0 est d'avoir une distribution qui dépend de la différence des temps propres des 2 mésons B provenant de la désintégration Upsilon(4S) -> B_d^0 Bbar_d^0 mais aussi des trois angles de transversité, permettant de mesurer sin 2beta mais aussi cos 2beta. Les résultats obtenus avec un ajustement par maximum de vraisemblance sont sin 2beta = -0.10 et cos 2beta = 3.32 avec les amplitudes de transversité fixées aux valeurs précédentes. L'autre solution pour les phases fortes conduit à la même valeur de sin 2beta mais change le signe de cos 2beta. Des considérations théoriques basées sur la conservation de l'hélicité du quark favorisent le choix des phases fortes données ci-dessus conduisant au signe positif pour cos 2beta. Ce signe de cos 2beta est celui prédit par le Modèle Standard.