Depuis les années 1930, on sait que le noyau des atomes est composé de deux types de particules: les protons et les neutrons. Ces deux particules sont très similaires: d'une part le neutron est subtilement plus lourd (un pour mille) que le proton et d'autre part le proton porte une charge électrique positive tandis que le neutron est neutre. La petite différence de masse entre le neutron et le proton fourni l'énergie suffisante pour autoriser désintégration où un neutron se désintègre en un proton en émettant un électron et un anti-neutrino électronique. Aussi, le fait que le proton ne se désintègre pas assure la stabilité de l'atome d'hydrogène. De plus, on sait empiriquement que les paramètres de la désintégration déterminent la composition des noyaux d'atomes stables plus lourds que l'hydrogène. Il est donc raisonnable de penser que si la différence de masse entre le neutron et le proton était de signe opposé ou seulement légèrement différente, l'Univers visible serait surement très différent de celui que l'on connait. Il est donc essentiel de comprendre l'origine de cette différence de masse à partir des principes premiers de la physique. C'est à ce problème, et à des problèmes liés à celui-ci, qu'essaye de répondre ce travail. Dans la compréhension actuelle de la physique, les neutrons et les protons sont des particules composées de particules élémentaires appelées quark up (symbole u) et quark down (symbole d). Le proton est un état lié uud et le neutron est un état lié udd. Les quarks up et down sont deux particules similaires: elles sont toutes deux légères (de l'ordre de quelques MeV) et leurs charges électriques sont différentes. / .

Les courants neutres changeant la saveur b -> sl⁺l⁻ ne sont autorisés dans le Modèle Standard (MS) qu'au niveau des boucles.Par conséquent, ils sont sensibles aux éventuels effets de la Nouvelle Physique (NP) au-delà du MS.Dans le MS, les transitions b -> se⁺e⁻ et b -> sμ⁺μ⁻ ont la même probabilité, cette propriété est appelée l'universalité du couplage aux leptons (UL).Tester l'UL dans les désintégrations de hadrons beaux a récemment été un domaine prometteur pour les recherches de NP. Des tensions par rapport aux prédictions du MS, de l'ordre de 2,5 déviations standards, ont été observées dans les désintégrations rares B -> K(*) l⁺l ⁻. À ce jour, les tests de l'UL ont été effectués uniquement sur des désintégrations de mesons beaux.Cette thèse présente un premier test de la UL dans la désintégration rare du baryon Lambdab -> pK l⁺l⁻ , en utilisant les données collectées par l'expérience LHCb au CERN en 2011, 2012 et 2016. La sensibilité statistique attendue est d'environ 15%, tandis que la valeur centrale reste aveuglée.La première mesure du rapport de branchement de la désintégration Lambdab -> pKμ⁺μ⁻ est effectuée avec une précision statistique de 5,3%.En outre, cette thèse présente la première observation de la désintégration Lambdab -> pKe⁺e ⁻ , ainsi que la mesure de son rapport de branchement.Enfin, la désintégration Xib0 -> pKJ/ψ est observée et étudiée pour la première fois. / Flavor-changing neutral-current b ->sl⁺l⁻ transitions are forbidden at tree level in the Standard Model (SM), and can only occur at loop level. Therefore, they are sensitive to possible New Physics (NP) effects beyond the SM. In the SM, the transitions b ->se⁺e⁻ and b -> sμ⁺μ⁻ have the same probability to happen, this property is called lepton universality (LU). Probing LU in b-hadron decays has been recently a promising area for NP searches. Tensions with respect to the SM predictions at the level of about 2.5 standard deviations have been observed in rare B -> K(*)l⁺l ⁻ decays. To date, tests of LU have been performed only in decays of b-mesons.This thesis presents a first test of the LU in rare b-baryon decays Lambdab -> pK l⁺l⁻ using the data collected by the LHCb experiment at CERN, during 2011, 2012 and 2016 data-taking periods. The expected statistical sensitivity is about 15%, while the central value remains blind at the moment. The first measurement of the branching fraction of the decay Lambdab -> pKμ⁺μ⁻ is performed with the statistical precision of 5.3%.In addition, this thesis presents the first observation of the Lambdab -> pKe⁺e ⁻ decay, and the measurement of its branching fraction.Finally, a suppressed decay Xib0 -> pKJ/ψ is observed and studied for the first time.

Résumé indisponible. / Résumé indisponible.

Cette thèse a utilisé la méthode des règles de somme de QCD pour étudier la nature des résonances du charmonium suivantes: Y(3930), Y(4140), X(4350), Y(4260), Y(4360) et Y(4660). Il y a des fortes indications que ces états ont des structures hadroniques non conventionnelles (ou exotiques) lorsque leurs masses respectives et les modes de désintégration observés expérimentalement sont incompatibles avec ce qui est attendu pour l'état conventionnel du charmonium.Le même phénomène se produit dans le secteur du bottomonium, où les nouveaux états Yb(10890) et Yb(11020), observeés récemment pourraient indiquer l'existence de nouveaux états exotiques du bottomonium. De cette façon, on vérifie que l'état Y(4140) peut être décrit soit par une structure moléculaire D*s D*s (0++) ou par une mélange entre les états moléculaires D*s D*s (0++) et D*D* (0++). Les états Y(3930) et X(4350) ne peuvent pas être décrites par les courants moléculaires D*D* (0++) et D*s D*so (1-+), respectivement. On vérifie également que la structure moléculaire psi' f0(980) (1--) réproduit très bien la masse de l'état Y(4660). Une extension naturelle au secteur du bottomonium indique que l'état moléculaire Y' f0(980) est un bon candidat pour l'état Yb(10890). On a également fait une estimation pour les états moléculaires possibles formées par des mésons D et B, ce qui pourra être observé dans des expériences futures au LHC.Une vaste étude, en utilisant le formalisme habituel des règles de somme et aussi le Double Rapport des règles de somme, est fait pour calculer les masses des baryons lourds en QCD. Les estimations pour les masses des baryons avec un (Qqq) et deux (QQq) quarks lourds sont un excellent test pour la capacité de la méthode de règles de somme à prédire les masses des baryons qui n'ont pas encore été observés. / The QCD sum rules approach was used to study the nature of the following charmonium resonances: Y(3930), Y(4140), X(4350), Y(4260), Y(4360) and Y(4660). There is strong evidence that these states have a non-conventional (or exotic) hadronic structures since their respective masses and decay channels observed experimentally are inconsistent with expected for a conventional charmonium state. The same phenomenon occurs on the bottomonium sector, where new states like Yb(10890) and Yb(11020) observed recently could indicate the existence of new bottomonium exotic states. In this way, one verifies that the state Y(4140) could be described as a D*s D*s (0++) molecular state or even as a mixture of D*s D*s (0++) and D*D* (0++) molecular states. For the Y(3930) and X(4350) states, both cannot be described as a D*D* (0++) and D*s D*s0 (1−+), respectively. From the sum rule point of view, the Y(4660) state could be described as a ψ' f0(980) (1−−) molecular state. The extension to the bottomonium sector is done in a straightforward way to demonstrate that the Y' f0(980) molecular state is a good candidate for describing the structure of the Yb(10890) state. In the following, one estimates the mass of the exotic Bc-like molecular states using QCD sum rules - these exotic states would correspond to a bound states of D(*) and B(*) mesons. All of these mass predictions could (or not) be checked in a near future experiments at LHC.A large study using the Double Ratio of sum rules approach has been evaluated for the study of the heavy baryon masses in QCD. The obtained results for the baryons with one (Qqq) and two (QQq) heavy quarks will be an excellent test for the capability of the sum rule approach in predicting mass of the baryons which have not yet been observed.

Thesis (PhD)--Stellenbosch University, 2015. / ENGLISH ABSTRACT: Please refer to full text for abstract. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Sien asb volteks vir opsomming.

Electromagnetic properties of the octet and decuplet baryons are calculated in quenched QCD on a 20 ³ x40 lattice with a lattice spacing of 0.128 fm using the fat - link irrelevant clover ( FLIC ) fermion action. FLIC fermions enable simulations to be performed efficiently at quark masses as low as 300 MeV. By combining FLIC fermions with an improved conserved vector current we ensure that discretization errors occur only at Ο ( α ² ) while maintaining current conservation. Magnetic moments, charge radii and magnetic radii are extracted from the electric and magnetic form factors for each individual quark sector. From these the corresponding baryon properties are constructed. Our results for the octet baryons are compared with the predictions of Quenched Chiral Perturbation Theory ( Q χ PT ) and experimental values where available. Results for the charge radii and magnetic moments of the octet baryons are in accord with the predictions of the Q χ PT, suggesting that the sum of higher order terms makes only a small contribution to the chiral expansion. The regime where chiral physics dominates remains to be explored. We establish the non - analytic behavior of the charge radii and magnetic moment in the case of octet baryons. The neutron charge radius suggests that the chiral regime is still far away. We establish substantial environment sensitivity in the quark behavior in the low mass region. We establish that the u and d quarks make substantial and important contribution to the magnetic moment of the Λ contradicting the predictions of the Simple Quark Model. We present the E0 and M1 form factors of the decuplet baryons and the charge radii and magnetic moments. We compare the decuplet baryon results with the lattice calculation of charge radii and magnetic moments of octet baryons. We establish that the environment sensitivity is far less pronounced in the case of the decuplet baryons compared to that in the octet baryons. A surprising result is that the charge radii of the decuplet baryons are generally smaller than that of the octet baryons. Magnetic moment of the Δ + shows a turn over in the low quark mass region, making it smaller than the proton magnetic moment. This is consistent with the expectations of the Quenched Chiral Perturbation Theory. A similar turn over is also noticed in the magnetic moment of the ∑ * [superscript 0], but not for Ξ * where only kaon loops can appear in Quenched QCD. We present results for the higher order moments of the decuplet baryons, i.e., the electric quadrupole moment E2 and the magnetic octupole moment M3. With these results we provide the first conclusive analysis which shows that decuplet baryons are deformed. The electric quadrupole moment of the The electric quadrupole moment of the Ω ‾ baryon is postive when the negative charge factor is included, and is equal to 0.014 ± 0.0005 fm ², indicating an oblate shape. / Thesis (Ph.D.)--School of Chemistry and Physics, 2006.

Ce travail s'intéresse au calcul de la masse des baryons à partir de la théorie décrivant l'interaction forte : la chromodynamique quantique (QCD). Cette théorie régit l'interaction entre les quarks et l es gluons et a pu durant ces dernières décennies être vérifiée à haute énergie grâce à l'une de ses propriétés : la liberté asymptoti que. Celle-ci prédit que les calculs perturbatifs sont valides à haute énergie car la constante de couplage tend vers zéro. Les quantités physiques régissant la physique à basse énergie nécessitent quant à elles un traitement non pertubatif et font l'objet de ce travail. La seule approche con nue permettant de calculer ces observables en contrôlant tous les effets systématiques est la QCD sur réseau. Le C hapitre 1 est une introduction au formalisme de la QCD et à sa formulation discrétisée. Le second chapitre est dédié à la discréti sation particulière utilisée au sein de la collaboration Europan Twisted Mass (ETM). Le Chapitre 3 met en place la technologie nécessaire au calcul des masses des hadrons. L'estimation des intégrales fonctionnelles en utilisant le calcul massi vement parallèle sur des Super Calculateurs est décrite dans le Chapitre 4. La production de configurations de jauge sur ce type d'architecture constitue une part importante du travail effectué durant cette thèse. Le Chapitre 5 est dédié à la formulation des théories effectives dites de pertubations chirales. Les Chapitres 6 et 7 sont consacrés aux baryons légers et étranges. Les eff ets systématiques ainsi que les extrapolations chirales sont largement discutés.

Thesis (Ph. D. in Physics)--Vanderbilt University, May 2004. / Title from title screen. Includes bibliographical references.

In this thesis, the current vs. magnetic field relationships for four magnets, M1, M2, M3, and Hyperon of FNAL Experiment E781 (the charm baryon study) havel,een studied on the basis of algorithms involving sign corrections pertaining to remedying incorrect FNAL EPICURE readout system's current and magnetic field values for E78 I's 4 magnets.After analyzing previous BSU personnel's work involving re-averaging of the current and magnetic field output values for E78 1, further research was carried out in this thesis activity regarding the correction of the algebraic signs of certain current and magnetic field values in the FNAL EPICURE read out values inputted into E781' data bank.Firstly, a code was developed to merge the four files of current and magnetic fields for the four magnets of E78 1, all into one file. Then, an algorithm for a sign correction program was developed in order to both sort the merged data and correct the current and magnetic field signautomatically.In order to obtain a better understanding of the effect of the incorrect sign for a magnet's current and magnetic field on analysis results, a statistical result was summarized. Finally, some conclusions were obtained. / Department of Physics and Astronomy

Thesis (Ph.D.)--University of Delaware, 2008. / Principal faculty advisor: Qaisar Shafi, Dept. of Physics & Astronomy. Includes bibliographical references.