La Cromodinàmica Quàntica (QCD) és la teoria de camps que descriu les interaccions fortes entre quarks i gluons. La signatura més destacada de QCD en col·lisionadors hadrúnics és la producció de jets col·limats d'hadrons. La mesura de la producció d'aquests jets associats amb un bosó vectorial, W o Z/gamma*, proporciona un test estricte dels càlculs pertorbatius de QCD (pQCD). A més a més, alguns processos de nova física en col·lisionadors hadrúnics, com ara la producciÓ del bosó de Higgs i partícules supersimètriques, poden ser molt semblants a la producció de bosons vectorial associats amb jets que constitueixen un fons irreductible en aquestes cerques. Per tant l'estudi i comprensió de processos Z/gamma*+jets és una part crucial del programa de física del col·lisionador Tevatron. Durant el Run I del Tevatron, protons i antiprotons col·lidien amb una energia en el centre de masses sqrt(s) de 1.8 TeV. La producciÓ de Z/gamma*+jets es va estudiar durant el Run I amb el detector CDF utilitzant 106 pb-1 de dades. Les mesures es van comparar amb les prediccions de l'ordre més baix en teoria de pertorbacions (LO) més parton shower d'alguns generadors de Monte Carlo. Les comparacions estaven dominades per les grans incerteses en les prediccions de LO. En el Run II, el Tevatron i el detector CDF es van millorar i, entre d'altres importants millores, sqrt(s) es va augmentar a 1.96 TeV. El bon funcionament de l'accelerador i del detector van proporcionar una quantitat més gran de dades que va fer possible mesures diferencials de gran precisió.Aquesta tesi doctoral presenta la mesura de seccions eficaces inclusives de jets en esdeveniments amb Z/gamma*->ee utilitzant 1.7 fb-1 de dades obtingudes amb el detector CDF durant el Run II del Tevatron. L'algoritme de con Midpoint s'ha utilitzat per a buscar jets en els esdeveniments després d'haver identificat la presència d'un bosó Z/gamma* a través de la reconstrucció dels productes de la seva desintegració. Les mesures s'han comparat amb les prediccions del següent nivell (NLO) en pQCD per esdeveniments amb un o dos jets en l'estat final. Les prediccions pertorbatives s'han corregit per les contribucions de processos no-pertorbatius, com l'underlying event i la fragmentació dels partons en jets d'hadrons. Aquests processos no són descrits per la teoria de pertorbacions i s'han d'estimar amb models fenomenològics. En aquesta tesi, s'han realitzat un conjunt de mesures per a testejar diferents models d'underlying event i hadronització implementats en programes de Monte Carlo de LO més parton shower. / Quantum Chromodynamics (QCD) is the field theory that describes the strong interactions between quarks and gluons. The most prominent signature of QCD at hadron colliders is the production of collimated jets of hadrons. The measurement of the production of such jets in association with a vector boson, W or Z/gamma*, provides an stringent test of perturbative QCD (pQCD) calculations. Furthermore, some of new physics processes at hadron colliders, such as the production of Higgs bosons and supersymmetric particles, can be mimicked by the production of vector bosons in association with jets that constitute irreducible backgrounds to these searches. Therefore, the study and understanding of Z/gamma*+jets processes is a crucial part of the physics program of the Tevatron collider. At the Run I of the Tevatron, protons and antiprotons collided with an energy in the center-of-mass ps of 1.8 TeV. Z/gamma*+ jets production was studied during Run I with the CDF detector using 106 pb-1 of data. The measurements were compared to the predictions from leading order (LO) plus parton shower Monte Carlo generator programs. The comparisons were mainly dominated by the large scale uncertainties in the LO predictions. In Run II, the Tevatron and the CDF detector were upgraded and, among other important improvements, sqrt(s) was increased to 1.96 TeV. The good performance of the accelerator and the detector made available a larger amount of data, making possible precise differential measurements.This Ph.D. thesis presents the measurement of inclusive jet cross sections in Z/gamma*(->ee) events using 1.7 fb-1 of data collected by the upgraded CDF detector during the Run II of the Tevatron. The Midpoint cone algorithm is used to search for jets in the events after identifying the presence of a Z/gamma* boson through the reconstruction of its decay products. The measurements are compared to next-to-LO (NLO) pQCD predictions for events with one and two jets in the final state. The perturbative predictions are corrected for the contributions of non-perturbative processes, like the underlying event and the fragmentation of the partons into jets of hadrons. These processes are not described by perturbation theory and must be estimated from phenomenological models. In this thesis, a number of measurements are performed to test different models of underlying event and hadronization implemented in LO plus parton shower Monte Carlo generator programs.

La tesis, que lleva por título "Supersymmetry and ElectroWeak Symmetry Breaking from Extra Dimensions" y que ha sido realizada por David Diego bajo la supervisión del Dr. Mariano Quirós, consiste principalmente en la aplicación de modelos supersimétricos, desarrollados en cinco dimensiones, sobre algunos aspectos fenomenológicos relacionados con la física más allá del Modelo Estándar, como por ejemplo: La rotura de la simetría Electro-Débil (EWSB) y el origen y naturaleza de la masa de los neutrinos. De hecho, estos dos son los temas centrales de la tesis. La estructura de la misma se muestra a continuación: Tras una breve introducción histórica en el concepto de supersymetría, los siguientes dos capítulos se destinan a la construcción de las llamadas algebras de supersimetría y a su realización a nivel de teoría de campos, correspondiendo al capítulo 2, así como al proceso de compactificación de dimensiones extra y rotura de supersimetría, desarrollado en el capítulo 3. Al respecto de estos dos capítulos introductorios cabe resaltar que debido a la rigurosidad que se ha intentado aportar a la exposición, la lectura puede resultar un tanto técnica en algunos momentos. El capítulo 4, no obstante, no es enteramente introductorio. En él se presenta un ejemplo de teoría supersimétrica en un espacio Lorentziano de cinco dimensiones compactificado a un orbifold (ver capítulo 3). Tal teoría se utiliza como modelo para describir el doblete de bosones de Higgs con términos de masa impares extendidos en todo el 5volumen. Tales masas inducen (dinámicamente) una localización hacia los puntos fijos de algunos de los modos admitidos por el modelo lo que provoca, a su vez, un supresión exponencial en el valor de la masa de los correspondientes modos. Estos últimos podrían utilizarse como los dobletes de bosones de Higgs en el MSSM para inducir la rotura Electro-Débil. El capítulo 5 se corresponde con la publicación JHEP 0511:008,2005 en colaboración con M. Quirós y G.v. Gersdorff. En este trabajo se cambia el punto el enfoque desarrollando el modelo en el intervalo, esto es: una variedad de dimensión 5 con fronteras de dimensión 4 y cuya quinta coordenada tiene un tamao de unos pocos TeV−1 . Se plantea, pues, una acción libre con términos de frontera de tipo masa y se muestran las condiciones de contorno, que se obtienen dinámicamente. La supersimetría se rompe por la presencia de los términos de frontera y se muestra que la ecuación del espectro admite modos tachyonicos (valores imaginarios para la masa), lo cual es interesante por sí mismo, ya que pudrían ser utilizados pra inducir la rotura Electro-Débil mediante correcciones radiativas, lo que se corrobora en el capítulo 7, con pequeas modificaciones en el modelo. Este modelo está enteramente desarrollado en el llamado formalismo real, que consiste en doblar los grados de libertad para luego imponer condiciones de realidad sobre los campos ya que en este formalismo los términos de frontera resultan fácilmente expresables si bien las interacciones (indispensables para el estudio del comportamiento cuántico del modelo) no lo son tanto, y por ello en el capítulo 6 presentamos un diccionario entre el formalismo real y el más habitual formalismo de supercampos. Este es un trabajo que está pendiente de publicación. En el capítulo 7 se generaliza el anterior modelo, en formalismo de supercampos, con términos de frontera de tipo masa arbitrarios. La supersimetría se rompe mediante las condiciones de contorno de una manera análoga al mecanismo de Scherk-Schwarz. El espectro aún admite tachyones y la rotura Electro-Débil se induce mediante las correcciones radiativas precisando un pequeo ajuste de los parámetros del modelo. Este capítulo plasma los principales resultados del trabajo Phys.Rev.D74:055004,2006, de nuevo en colaboracion con M. Quirós and G.v. Gersdorff.Con aquél mismo tipo de modelos, en el capítulo 8 se investiga exhaustivamente la posibilidad de generar masas muy ligeras para los neutrinos permitiendo que el neutrino destrógiro (RH) se propaga en todo el volumen con masa M y condiciones de frontera arbitrarias. Se encuentra que en el caso general el modelo predice una masa de tipo Majorana ultra ligera (en el rango del eV) mientras que para una configuración volumen-frontera particular, aparece una simetría U(1) global que protege el número leptónico y de esta manera el modelo predice una masa de tipo Dirac exponencialmente suprimida por la masa del neutrino destrógiro. Este último trabajo se corresponde con la publicación «Nucl. Phys. B805:148-167,2008.Finalmente, el último capıtulo se destina a las conclusiones de la tesis. / The thesis titled "Supersymmetry and ElectroWeak Symmetry Breaking from Extra Dimensions" and developed by David Diego under the supervision of Dr. Mariano Quir«os mainly consists in the application of supersymmetry in extradimensional models to some phenomenological aspects of Physics beyond the Standard Model such as ElectroWeak Symmetry Breaking (EWSB) and neutrino masses. Actually these are the central questions around which the research work gravitates. The structure of the thesis is summarized in the following: After a brief historical introduction on the concept of supersymmetry, the next two chapters are dedicated to review the construction of the so called supersymmetric algebras and their realizations at the level of field theories, corresponding to chapter 2, and the process of compactification of extra dimensions and supersymmetry breaking, which will be worked out in chapter 3. Concerning these introductory chapters we should remark that in our attempt to present a rigorous exposition, the discussion may become rather technical at some point. Chapter 4 is not completely introductory. It is devoted to present an example of supersymmetric theory in a five dimensional space time compactified on an orbifold (see chapter 3). There it is presented a model for Higgs doublets with odd bulk masses which dynamically localize some of the modes predicted by the spectrum equation and exponentially suppress the lowest value of the physical spectrum. These lowest values may be used as the MSSM Higgs doublet that triggers the EWSB. Chapter 5 corresponds to the publication JHEP 0511:008,2005 in collaboration with M. Quir«os and G.v. Gersdorff. Here we change the point of view and work in the interval rather than in the orbifold, that is just with a 5D manifold with 4D boundaries where the fifth coordinate is of size of few TeV−1 . A free action with boundary terms is constructed and the boundary conditions, which are dynamically obtained, are written down. The supersymmetry is broken by boundary conditions and it is shown that the spectrum predicted by the model admits a tachyonic mode (imaginary values for the mass) which is interesting by itself since it could be used to trigger the EWSB with radiative corrections which is verified in chapter 7, with a slight modification in the model. These model was entirely developed within what is called real formalism which consists in doubling the off-shell degrees of freedom and then imposing reality constraints. The boundary terms turns out to be written easier in that formalism rather than in the usual superfield approach. However the interaction terms, needed to check the quantum behavior of the theory, are harder derivable and thus in chapter 6 we translate the whole model in terms of superfields showing the equivalence between the two formalisms. This is a work to be submitted. In chapter 7 we generalize the previous model within superfield formalism with general mass-like boundary terms. Supersymmetry is broken by the boundary conditions a la -Scherk-Schwarz. The spectrum still presents a tachyon mode although its origin is slightly different from the one appearing in chapter 5 and the EWSB is induced by radiative corrections with a tiny fine tuning of the parameters. This chapter presents the main results found in the publication Phys.Rev.D74:055004,2006, again in collaboration with M. Quir«os and G.v. Gersdorff. Within the same class of models, in chapter 8 we exhaustively investigate the possibility for getting an ultra light mass for neutrinos by letting the right handed neutrino to propagate in the five dimensional bulk with bulk mass M and arbitrary mass-like boundary terms. We find that in the general case the model yields a sub-eV Majorana mass for the SM left handed neutrinos. There is, however, a particular bulk-boundary configuration where a global U(1) symmetry arises and prevents the lepton number from being violated, yielding thus a Dirac mass connecting left and right handed neutrinos, whose value is exponentially suppressed by the bulk right handed neutrino mass. This work has been done in collaboration with M. Quir«os and its reference is Nucl. Phys. B805:148-167,2008. Finally in the last chapter we present the conclusions of the thesis.

No description available.

Després de 20 anys de preparació, el LHC s'encendrà a finals del 2009, col.lisionant protons a energies de 14TeV, per recrear els primers moments del Big Bang. Les partícules s'acceleraran al llarg del túnel circular de 27 km de circumferència fins a velocitats properes a la de la llum. El túnel, situat prop de Ginebra, i els seus experiments formen un dels més grans esforços de la història per estudiar l'estructura fonamental de la matèria. S'espera que a aquestes altes energies de col.lisió nous fenòmens físics puguin esdevenir i siguin descoberts. Entre les restes resultants de les col.lisions entre protons, evidències de dimensions extres, de la misteriosa matèria fosca que inunda el nostre univers o de la partícula de Higgs que dona massa a les partícules elementals, podran ser observades. ATLAS és un dels experiments del LHC. A més a més del descobriment de nova Física en el seu programa, també està inclosa la investigació de la Física ja coneguda. Un millor coneixement de la teoria pertorbativa de Quantum Chromodynamics és un dels objectius d'ATLAS. QCD és la teoria que descriu les interaccions fortes entre quarks i gluons. Aquesta teoria encara roman sense resoldre, ja que no exiteix un mètode d'aproximació vàlid per qualsevol escala d'energies. La teoria pertorbativa de QCD pot descriure un gran nombre d'interaccions a altes energies. El seu formalisme ha donat una eina molt valuosa dins l'estudi de les interaccions fortes. La signatura més notable dels processos QCD en col.lisionadors d'hadrons és la producció de jets de partícules col.limats. La mesura d'aquests jets en associació amb un bosó vector, W o Z, proporciona un test estricte dels càlculs de la teoria pertorbativa de QCD. A més, alguns dels processos de la nova Física, com la producció del bosó Higgs o de partícules supersimètriques, poden ser imitats per la producció dels bosons vectros en associació amb jets, que constitueixen un background irreduïble a l'investigació d'aquests nous processos. Aquesta tesi presenta la mesura de la "inclusive jet cross section" en events amb un bosó Z(e,e,) o Z(mu,mu), comparant les prediccions teòriques amb les dades "real", i.e. events Monte Carlo "fully-reconstructed", pel primer 1fb-1 de dades obtingudes amb el detector ATLAS. Les dades reconstruïdes i corregides es comparen amb les prediccions de la teoria pertorbativa de QCD a nivell NLO i LO. Aquestes prediccions pertorbatives es corregeixen amb les contribucions de processos no pertorbatius, com l'underlying event o la fragmentació dels partons dins dels jets d'hadrons. Aquests processos no poden ser descrits per la teoria pertorbativa, i s'estimen amb models fenomenològics. S'han utilitzat dos tipus diferents de dades reconstruides Monte Carlo, ALPGEN i PYHTIA. S'han estudiat les comparacions entre les prediccions d'ambdós generadors. Els processos background han estat estimats utilitzant diferents mètodes "data-driven". Per la recerca dels jets, s'ha utilitzat l'algoritme ATLAS Cone 0.4, després d'identificar la presència d'un bosó Z mitjançant la reconstrucció del seu decaiment (electrons o muons). Les dades reconstruides han estat corregides pels efectes del detector, utilitzant factors independents. Aquest anàlisi ha estat realitzat abans que ATLAS recollís les primeres dades reals, abans de l'inici del LHC, per aquest motiu aquesta tesi es basa en dades simulades amb generadors Monte Carlo. Mentres dura la preparació d'un experiment de Física d'altes energies com ATLAS, aquestes simulacions són molt importants pel desenvolupament d'estratègies eficaces d'anàlisi de dades i reconstrucció d'objectes físics mesurats pel detector. / Después de 20 años de preparación, el LHC va a encenderse a finales del 2009, colisionando protones a una energia de 14 TeV, para recrear los primeros momentos después del Big Bang. Las partículas serán aceleradas a lo largo del tunel circular de 27 km de circumferencia hasta velocidades próximas a la de la luz. El túnel, situado cerca de Ginebra, y sus experimentos forman uno de los más grandes esfuerzos de la história para estudiar la estructura fundamental de la materia. Se espera que a estas elevadas energías de colisión, nuevos fenómenos físicos puedan ocurrir y sean descubiertos. Entre los resultantes escombros de las colisiones entre protones, evidencias de dimensiones extras, de la misteriosa materia oscura que inunda nuestro universo o de la partícula de Higgs que da masa a las partículas elementales serán observadas. ATLAS es uno de los experimentos del LHC. Además del descubrimiento de nueva Fisica en su programa, también está la investigación de la Fisica ya descubierta. Un mejor conocimiento de la teoría perturbativa de Quantum Chromodynamics es uno de los objetivos de ATLAS. Quantum Chromodynamics es la teoria de campos que describe las interacciones fuertes entre quarks y gluones. Esta teoría todavia permanece sin resolver, ya que no existe un método de aproximación válido para cualquier escalada de energía. La teoría perturbativa de QCD puede describir un gran numero de interacciones a altas energías. Su formulismo ha dado una herramienta muy valiosa en el estudio de las interacciones fuertes. La signatura más notable de procesos QCD en collisionadores de hadrones es la producción de jets colimados de hadrones. La medición de estos jets en asociación con un bosón vector, W o Z, proporciona un test severo de los cálculos de la teoría perturbativa de QCD. Además, algunos de los procesos de nueva Física en los colisionadores de hadrones, como la production del boson de Higgs o de partículas supersimétricas, pueden ser imitados por la producción de bosones vectores en asociación con jets, que constituyen un background irreducible a la investigación de estos nuevos procesos. Esta tesis presenta la medida de la "inclusive jet cross section" en sucesos con un boson Z (ee) o Z(mu,mu), comparando las prediciones teoricas con los datos "reales", i.e. sucesos Monte Carlo "fully-reconstructed", para el primer 1fb-1 de datos obtenidos con el detector ATLAS. Los datos reconstruidos y corregidos son comparados a las predicciones de la teoria perturbativa de QCD a nivel NLO y LO. Estas predicciones perturbativas se corrigen con las contribuciones de procesos no perturbativos, como el underlying event o la fragmentación de los partones en jets de hadrones. Estos procesos no pueden ser descritos por la teoria perturbativa, y son estimados con modelos fenomenologicos. Se han ultilizado dos tipos distintos de datos reconstruidos Monte Carlo, ALPGEN y PYTHIA. Comparaciones entre las predicciones de ambos generadores Monte Carlo han sido estudiadas. Los procesos background han sido estimados usando distintos métodos "data-driven". Para la búsqueda de jets se ha usado el algoritmo ATLAS Cone 0.4 jet, después de identificar la presencia de un bosón Z a través de la reconstrucción de su decaimiento (electrones o muones). Los datos reconstruidos son corregidos por los efectors del detector, usando factores independientes. Este analisis ha sido realizado antes que ATLAS recogiera los primeros datos reales, antes del inicio del LHC, por este motivo esta tesis esta basada en datos simulados con generadores Monte Carlo. Mientras dura la preparación de un experimento de fisica de altas energías como ATLAS, estas simulaciones son de vital importancia para el desarrollo de estrategias eficaces de analisis de datos y reconstrucción de objetos físicos medidos por el detector. / After 20 years of preparation, the Large Hadron Collider is going to be switched on in late 2009, smashing protons at an energy of 14 (10) TeV, to recreate the first moments after the Big Bang. Particles will whizz around a circular tunnel of 27 km in circumference at near light speed. The tunnel, built near Geneva, and its experiments constitute one of the largest coordinated efforts ever made to study the fundamental structure of nature. It is expected that at the energies reached in the proton-proton collisions at the LHC, unknown physical phenomena will have to occur and will be observable. Among the particle debris may lie evidence for extra dimensions, mysterious dark matter that pervades the universe or the Higgs boson, which gives mass to elementary particles. ATLAS is one of the LHC experiments. Besides the new phenomena goals in its physics program, there is the understanding of the already known physics. The better understanding of perturbative Quantum Chromodynamics theory is one of the aims of ATLAS. Quantum Chromodynamics is the field theory which describes the strong interaction between quarks and gluons. It remains an "unsolved" theory, since no single approximation method can be used to all length scales. Perturbative QCD naturally describes a large set of high-energy, large-momentum-transfer cross sections and its formalism has provided an invaluable tool in the study of the strong interactions. The most prominent signature of QCD at hadron colliders is the production of collimated jets of hadrons. The measurement of the production of such jets in association with a vector boson, W or Z, provides a stringent test of perturbative QCD (pQCD) calculations. Furthermore, some of new physics processes at hadron colliders, such as the production of Higgs bosons and supersymmetric particles, can be mimicked by the production of vector bosons in association with jets that constitute irreducible backgrounds to these searches. This PhD. thesis presents the measurement of the inclusive jet cross section in Z → e+e− and in Z → μ+μ− events, comparing theory predictions with "real data", i.e. Monte Carlo fully-reconstructed events, for the first 1fb−1 of data at the ATLAS detector. Reconstructed corrected data is compared to next-to-LO (NLO) and LO pQCD predictions. Perturbative predictions are corrected for the contributions of the non-perturbative processes, like the underlying event and the fragmentation of the partons into jets of hadrons. These processes are not described by perturbation theory and must be estimated using phenomenological models. Two different reconstructed data are used, PYTHIA and ALPGEN Monte Carlo data. Comparisons of both Monte Carlo predictions are studied. Background processes are estimated proposing different data-driven methods to be applied to real data. ATLAS Cone 0.4 algorithm is used to look for jets in the events after identifying the presence of a Z boson through the reconstruction of its decay (electrons or muons). Reconstructed data is corrected for detector effects, using independent factors. As this work was carried out before the "physics-data" start of the LHC, the presented studies are based on Monte Carlo simulations. During the preparation of a high-energy collider experiment, such simulations are important to develop efficient strategies for data analysis and for the reconstruction of the physics objects observed with the detectors.

No description available.

Aquesta tesi tracta l'estudi de protocols de comunicació quàntica amb sistemes devariable continua (CV). Els sistemes de CV són aquells descrits per coordenades canòniques conjugades $x$ i $p$ dotades amb un espai de Hilbert de dimensió infinita. Una classe especial de sistemes CV són, els anomenats estats Gaussians.Contràriament als sistemes discrets, els estats Gaussians entrellaçats no es podendestil·lar només amb operacions Gaussianes. No obstant va ser mostrat que, és possible extreure bits clàssics perfectament correlacionats per establir claus secretes aleatòries. Apropiadament modifiquem el protocol usant entrellaçament Gaussià bipartit per assolir la distribució de claus quàntiques de manera eficient i realista. Descrivim i demostrem la seguretat en front de diversos possibles atacs enla comunicació, detallant els recursos necessaris. També hem considerat un protocol tripartit simple conegut com Acord Bizantí. És un vell protocol de comunicació clàssica en el què els participants (amb possibles traïdors entre ells)només podem comunicar-se en parelles, mentre intenten arribar a una decisiócomú. Clàssicament hi ha un límit en el nombre màxim de traïdors que poden estar involucrats dins el joc. No obstant, una solució quàntica existeix. Mostrem aquestasolució dins els CV usant estats entrellaçats Gaussians multipartits i operacionsGaussianes. A més, mostrem sota quines premisses, entrellaçament contingut als estats, soroll, detectors ineficients, el nostre protocol és eficient i aplicable amb tecnologia actual. És conegut que tot i que el seu rol excepcional dins els estats CV, de fet, els estats Gaussians no són sempre els millors candidats per desenvolupar tasquesd'informació quàntica. Així, ataquem el problema de la quantificació de correlacions(clàssiques i/o quàntiques) entre dos modes CV (Gaussians i no Gaussians).Proposem definir les correlacions entre dos modes com el màxim numero de bits correlacionats extrets a través de mesures locals en les quadratures de cadamode. En els estats Gaussians, on l'entrellaçament és accessible a través de la seva matriu de covariança la nostra quantificació majoritza l'entrellaçament, reduint¬se a un monotó d'entrellaçament per estats purs. Per estats no Gaussians, com estats fotònics de Bell, estats foto-substrets i mescles d'estats Gaussians, la correlació de bits en quadratures mostra ser també una funció monòtona amb la negativitat. Aquesta quantificació dóna una operacional i factible manera de mesurar l'entrellaçament no Gaussià en experiments actuals mitjançant detecció homodine directa i sense necessitar una tomografia completa de l'estat amb lamateixa dificultat que si es tractes d'estats Gaussians. Finalment ens hem focalitzat amb col·lectivitats atòmiques descrites com CV. L'entrellaçament induït per la mesura entre dos col·lectivitats atòmiques macroscòpiques va ser reportat experimentalment al 2001. Allà, la interacció entreun únic pols làser apropant-se a través de dos col·lectivitats atòmiques separades espacialment combinat amb una mesura projectiva final en la llum permetia la creació d'entrellaçament EPR pur entre les dues col·lectivitats. Mostrem com generar, manipular i detectar entrellaçament mesoscopic entre un nombre arbitraride col·lectivitats a través d'una interfície llum-matèria quàntica no demolidora. Lanostra proposta s'extén d'una manera no trivial per entrellaçament multipartit (GHZ ide tipus clúster) sense la necessitat de camps magnètics locals. A més mostrem sorprenentment que, donat el caràcter irreversible de la mesura, la interacció de la col·lectivitat atòmica amb un segon feix de llum pot modificar e inclús revertir la acció d'entrellaçament del primer deixant la col·lectivitat en un estat separable. / This thesis deals with the study of quantum communication protocols with Continuous Variable (CV) systems. CV systems are those described by canonical conjugated coordinates $x$ and $p$ endowed with infinite dimensional Hilbertspaces, thus involving a complex mathematical structure. A special class of CVstates, are the so-called Gaussian states. We present a protocol that permits toextract quantum keys from entangled Gaussian states. Differently from discretesystems, Gaussian entangled states cannot be distilled with Gaussian operations only. However it was already shown, that it is still possible to extract perfectly correlated classical bits to establish secret random keys. We properly modify theprotocol using bipartite Gaussian entanglement to perform quantum key distribution in an efficient and realistic way. We describe and demonstrate security in front of different possible attacks on the communication, detailing the resources demanded. We also consider a simple 3-partite protocol known as Byzantine Agreement. It is anold classical communication problem in which parties (with possible traitors amongthem) can only communicate pairwise, while trying to reach a common decision. Classically, there is a bound in the maximal number of possible traitors that can be involved in the game. Nevertheless, a quantum solution exist. We show that solution within CV using multipartite entangled Gaussian states and Gaussian operations. Furthermore, we show under which premises concerning entanglement content of the state, noise, inefficient homodyne detectors, our protocol is efficient and applicable with present technology. It is known that in spite of their exceptional role within the space of all CV states, in fact, Gaussian states are not always the best candidates to perform quantum information tasks. Thus, we tackle the problem of quantification of correlations (quantum and/or classical) between two CV modes (Gaussian and non-Gaussian). We propose to define correlations between the two modes as the maximal number of correlated bits extracted via local quadrature measurements on each mode. On Gaussian states, where entanglement is accessible via their covariance matrix ourquantification majorizes entanglement, reducing to an entanglement monotone for pure states. For non-Gaussian states, such as photonic Bell states, photon subtracted states and mixtures of Gaussian states, the bit quadrature correlationsare shown to be also a monotonic function of the negativity. This quantification yields a feasible, operational way to measure non-Gaussian entanglement in currentexperiments by means of direct homodyne detection, without needing a complete state tomography with the same complexity as if dealing with Gaussian states. Finally we focus to atomic ensembles described as CV. Measurement induced entanglement between two macroscopical atomic samples was reported experimentally in 2001. There, the interaction between a single laser pulsepropagating through two spatially separated atomic samples combined with a final projective measurement on the light led to the creation of pure EPR entanglement between the two samples. We show how to generate, manipulate and detect mesoscopic entanglement between an arbitrary number of atomic samples through a quantum non-demolition matter-light interface. Our proposal extends in a non-trivialway for multipartite entanglement (GHZ and cluster-like) without needing local magnetic fields. Moreover, we show quite surprisingly that given the irreversiblecharacter of a measurement, the interaction of the atomic sample with a secondpulse light can modify and even reverse the entangling action of the first one leavingthe samples in a separable state.

La porositat i les cavitats presents en roques carbonàtiques han actuat al llarg del temps com a trampa per a l'acumulació d'hidrocarburs o per a la precipitació de minerals de metalls de base (Cu, Pb, Zn...). La dissolució d'aquestes roques que ha donat lloc a la creació de la porositat es pensa que s'ha produït en profunditat, i això és una paradoxa: un sol fluid no pot generar la porositat observada ja que, a causa de la seva cinètica, se satura ràpidament en carbonats. Es proposa que la dissolució en profunditat de roques carbonàtiques pot ser provocada per la mescla de solucions hidrotermals. En barrejar-se en una roca carbonatada dues solucions en ambients hidrotermals es produeixen els mateixos efectes que a baixa temperatura. Les aigües que circulen per carbonats s'hi equilibren al cap de pocs metres i, malgrat això, la barreja de solucions equilibrades en carbonat resulta estar sobresaturada o subsaturada en aquests minerals. Per una banda, la diferència en la concentració de calci entre els dos fluids provoca que la mescla estigui sobresaturada en carbonat (efecte algebraic). Per l'altra, el contrast entre les salinitats de les solucions inicials causa subsaturació de la barreja respecte el carbonat (efecte salinitat o de força iònica). La diferència de pH dels fluids inicials, si és que no són tots dos bàsics, el qual és causat per la pressió de CO2 a la que se saturen o per la concentració total de carboni que contenen, també produeix subsaturació de la barreja respecte el carbonat (efecte pH-pCO2 o pH-_C). Els tres efectes se sumen o es compensen en la mescla, però com que algunes de les variables que hi intervenen no són lineals, l'efecte dominant per cada cas concret no és fàcilment previsible. Per tant, és complicat saber a priori si la barreja de dues solucions específiques, saturades en carbonat, resultarà en la dissolució o en la precipitació del carbonat. Per tal d'avaluar i comparar l'efecte de la mescla d'aigües amb altres models es realitzen càlculs geoquímics emprant mètodes numèrics. El programa utilitzat és RETRASO, que permet treballar des de 0 fins a 300 ºC, tant amb termodinàmica com amb cinètica per la precipitació/dissolució de minerals. La dissolució de carbonats en ambients hidrotermals s'havia explicat fins ara amb l'oxidació d'àcid sulfhídric i amb la precipitació de sulfurs de Pb i Zn. Tots dos són models geoquímics en què la reacció química principal produeix acidesa (H+), que és compensada per la reacció secundària de dissolució de carbonats. En els dos, es dissol un mol de carbonat per cada mol de sulfhídric que s'oxida o bé de sulfur que precipita. L'oxidació d'àcid sulfhídric no succeiria a una certa profunditat, ja que les aigües es redueixen ràpidament en els primers metres d'infiltració per pèrdua de la majoria dels seus oxidants. Es comprova que la precipitació de sulfurs metàl·lics genera porositat en el carbonat encaixant, però en general el volum dissolt és menor que el produït per l'efecte de la barreja de solucions. La mescla de solucions calentes i saturades en minerals carbonatats s'ha aplicat a dos tipus de jaciments minerals encaixats en roques carbonatades, els de tipus Mississippi Valley (MVT) i els de tipus sòcol-corbertora. Els jaciments MVT són encara ara una de les reserves més grans de metalls de base; tenen edats diverses i es troben a tots els continents, si bé s'encaixen majoritàriament en bretxes de dissolució en roques carbonatades. Algunes bretxes contenen quasi bé només sulfurs, però d'altres dels mateixos districtes estan també o només reblertes per halurs, sulfats i fins i tot carbonats, per tant el model clàssic de precipitació de sulfurs no pot explicar la generació de tota la cavitat associada a aquests dipòsits. S'han realitzat simulacions en dues dimensions de fluxos de calor i fluids, amb el programa CODE-BRIGHT, en un districte tipus de MVT per tal d'obtenir el règim de temperatures i de velocitats a l'entorn dels dipòsits minerals. A la part inferior de la secció s'ha situat una salmorra que puja per petites falles espaiades en tot el districte; a la resta de secció hi circula una aigua regional. Els resultats assenyalen que la temperatura al costat de les fractures és pràcticament la de la salmorra, ja que al cap d'uns quants milers d'anys s'estableix un règim de circulació convectiva. En aquestes zones és on s'agafa una segona secció amb més detall per realitzar els estudis de transport reactiu. S'hi incorpora un flux estacionari de fluids i una temperatura constant de 150 ºC, juntament amb unes composicions d'aigua subterrània regional diluïda i de salmorra rica en metalls extretes de dades d'anàlisis d'inclusions fluides de mineralitzacions MVT o que s'adiuen amb les de la literatura referent a aquests jaciments. La mescla de les dues solucions saturades en calcita produeix una zona de dissolució de l'encaixant carbonàtic en forma de V, i també precipitació de calcita en la porositat de la roca enfora de la V de dissolució. En comparació, el model de precipitació de sulfurs no produeix tanta porositat com la suma dels efectes de mescla. Les simulacions de barreja generen cavitats comparables, i de formes similars, a les observades en els grans dipòsits MVT. A més, aquest model de mescla, explica l'existència de bretxes estèrils i la diversitat de minerals reblint la porositat generada. Els jaciments de baixa temperatura sòcol-cobertora apareixen en tot el domini hercinià europeu. Són jaciments minerals de metalls de base i sulfats que apareixen en forma de filons o bossades, tant en roques pelítiques, com granítiques, com carbonàtiques, que es localitzen prop del contacte entre les roques que constitueixen el sòcol (Paleozoic) i les que formen la cobertora (Mesozoic). El model clàssic que explica la formació d'aquests tipus de mineralitzacions és la mescla d'un fluid calent, ric en metalls, que ha circulat per fractures del sòcol, amb un de ric en sulfat que prové de la cobertora, que es barregen en cavitats preexistents desencadenant el procés de precipitació de sulfurs i sulfats. L'aplicació del model de mescla en aquest cas es realitza sobre els dipòsits de Rocabruna, als Pirineus Orientals, que estan constituïts per cavitats en dolomies reblertes majoritàriament de barita, acompanyada per sulfurs i dolomita en petita proporció. Les simulacions geoquímiques de mescla d'una aigua regional diluïda amb una salmorra rica en metalls i bari, totes dues en equilibri amb dolomita, il·lustren la generació de les cavitats. Quan la salmorra és reduïda (predomini d'hidrocarburs), la dissolució de la dolomia encaixant va acompanyada de la precipitació de sulfurs, de manera que es reforça encara més la dissolució de dolomia. Quan la salmorra és menys reduïda (predomini de carbonat) la dissolució d'encaixant és simultània a la precipitació de sulfat de bari. Amb el model de mescla, doncs, s'expliquen els tres processos observats a Rocabruna: dissolució de l'encaixant dolomític, precipitació de sulfurs i rebliment de la cavitat amb sulfats. Les simulacions realitzades confirmen que la mescla de solucions hidrotermals saturades en minerals carbonàtics pot dissoldre més volum d'encaixant carbonàtic que no la reactivitat dels fluids. Això tant és cert per calcita com per dolomita, ja sigui en els ambients de formació dels jaciments minerals MVT com en els de sòcol-cobertora. / Porosity and cavities within carbonate rocks act in many sites as traps for hydrocarbon accumulation or for ore mineral precipitation. The dissolution that created the porosity of these rocks is believed to have occurred at depth. This is a paradox, as one fluid by itself cannot generate the observed porosity because it readily saturates with respect to carbonates due to its fast kinetics. It is proposed here that deep dissolution of carbonates is caused by mixing of hydrothermal solutions. The mixing in a carbonate rock of two hydrothermal solutions produces similar effects to the mixing at low temperatures. Fluids circulating through carbonate rocks get readily saturated with respect to carbonates after a few meters, due to the kinetics of these minerals; nevertheless, the mixture of two saturated solutions is not usually in equilibrium with these minerals. On the one hand, the different Ca concentration in the two initial fluids causes the mixture to be supersaturated with respect to carbonate (algebraic effect). On the other hand, the contrasting salinity of the solutions produces subsaturation of the mixture with respect to carbonates (salinity or ionic strength effect), as does the different pH of the initial waters, due to the CO2 pressure or total C of the fluids (pH-pCO2 or pH-_C effect). These three effects may combine and compensate each other in the mixture, but the dominant one in a specific situation is not easily predictable because some variables are not linear. Therefore, we may not know a priori if a mixture of two fluids saturated with a carbonate mineral will cause dissolution or precipitation of that carbonate.Geochemical calculations by means of numerical methods are performed in order to compare the mixing effects with other models. The program used is RETRASO, that allows studies from 0 to 300ºC, with thermodynamics or kinetics databases for the precipitation/dissolution of minerals. The dissolution of carbonates in hydrothermal environments has also been explained by hydrogen sulfide oxidation and Pb- and Zn-sulfide precipitation. They are both geochemical models where the principal chemical reaction produces hydrogen ions; they are balanced by the secondary reaction of carbonate dissolution. One mole of carbonate is dissolved in the models for each mole of hydrogen sulfide oxidized or metal sulfide precipitated. The oxidation of sulfide would not occur at certain depth, as infiltrating waters get depleted of most oxidants in the first meters. Precipitation of sulfides does cause the creation of porosity in the carbonate host, but usually much less than the mixing model does. The mixing of warm solutions saturated with respect to carbonate minerals is applied to two types of ore deposits hosted in carbonate rocks: MVT and paleosurface-related mineralizations. MVT deposits still are one the major base metal reserves worldwide. These ore deposits may be of any age and occur in every continent, but most are hosted by dissolution breccias in carbonate rocks. Some breccias only contain sulfides, but many in the same district are also, or only, filled by halogen minerals, sulfates or even carbonates; thus, the classic model of precipitation of sulfides does not account for the generation of all the porosity associated with these deposits. Two-dimensional simulations of heat and fluid flux have been performed, with the aid of CODE-BRIGHT, in a section of a type MVT district. The temperature and velocity regimes have been obtained where a brine circulates through the bottom boundary of the section and along short vertical faults , and where a regional water fills the rest of the section porosity. The results show that the temperature near the fractures is basically that of the brine, as a convective regime of fluxes is established after some thousands of years. In these zones is where a more detailed reactive transport model is calculated. A steady state fluid flux and a constant temperature of 150ºC are incorporated to the geochemical simulations, together with the compositions of a dilute regional groundwater and a metal-rich brine that have been extrapolated from fluid inclusion data that are compatible with descriptions in the literature for such deposits. The mixing of the two solutions saturated with calcite generates a "V"-shaped zone of carbonate dissolution, and another of calcite precipitation around it. Compared to this one, the model of sulfide precipitation does not produce as much porosity. The mixing simulations generate cavities that are comparable in size and shape to the ones observed in the big MVT ore bodies. Besides, the mixing model explains the occurrence of barren breccia bodies and the diversity of minerals filling up the new porosity.Mineral deposits of low-temperature and related to paleosurfaces are found in all the Hercynian domain of Western Europe. They are mineralizations of base-metal and sulfates that show up as veins or irregular bodies, in pelitic, granitic or carbonate rocks that are located near the contact between a basement (Paleozoic) and the sedimentary cover (Mesozoic). The classic model that explains the formation of this type of ore is the mixing between a hot, metal- and barium-rich fluid that has traveled along basement faults and a sulfur-rich one that comes from the cover; they meet and mix in preexisting cavities thus triggering the process of precipitation of sulfides and sulfates. The mixing model is applied in this case to Rocabruna, in the Eastern Pyrenees; Rocabruna mineralization consists of irregular cavities in a dolostone that are mainly filled by barite, although minor base-metal sulfides and dolomite have also been found. The geochemical simulations of mixing of a regional groundwater with a metal and barium rich brine, both in equilibrium with dolomite, illustrate the formation of the cavity. When the brine is reduced (hydrocarbon dominated) the dissolution of the host dolostone is accompanied by precipitation of sulfides; this process enhances the dissolution of carbonates. When the brine is not as reduced (carbonate dominated) the dissolution of the host occurs simultaneously to the precipitation of barium sulfate. Therefore, this mixing model explains the three processes observed in Rocabruna: dissolution of the dolomitic host, sulfide precipitation and sulfate filling. The simulations performed confirm that the mixing of hydrothermal solutions saturated with respect to a carbonate mineral may be more effective in dissolving the host carbonate than the reactivity of the fluid components. This is true for calcite and dolomite, and for the environment of formation of MVT or paleosurface-related mineral deposits.

En aquesta tesi s'han estudiat sediments d'edat entre l'Oligocè superior i el Miocè mitjà que estan en relació amb la formació de les Serralades Costaneres Catalanes (SCC). Els sediments d'edat oligocena (Catià de Montgat) es van formar en un context compressiu, quan les SCC encavalcaven vers la Conca de l'Ebre, probablement com a part integrant d'una conca de tipus piggy back. Els sediments d'edat miocè inferior i mig es van formar en un context distensiu, reomplint dues de les conques de tipus semigraben que provocaren el col·lapsament de gran part de les SCC i la formació del Solc de València. Concretament, els sediments més basals del Miocè inferior (Aquitanià? i Burdigalià inferior del Vallès) pertanyen a l'etapa de syn-rift miocena i la resta de sediments del Miocè inferior i mitjà (Burdigalià superior-Languià del Vallès i Languià?-Serraval·lià de Montjuïc) pertanyen a l'etapa de post-rift.Després de l'estudi detallat dels materials del Catià de Montgat, del Burdigalià del Vallès i del Serraval·lià de Montjuïc, es poden identificar tres etapes en l'evolució de l'àrea font, les quals es poden relacionar amb l'evolució tectono-sedimentària d'aquesta zona i, al mateix temps, amb la dinàmica dels fluids establerta durant la diagènesi dels sediments estudiats:1- A l'Oligocè superior, hi havia una cobertora mesozoica que recobria els massíssos del Garraf, de Collserola i la part més meridional del massís del Montnegre. Aquest fet s'adiu amb l'etapa de pre-rift donada per aquesta època dins del context d'evolució tectono-sedimentària del marge català del Solc de València. A més, això concorda amb la darrera fase de cimentació dels gresos de Montgat, la qual esdevingué en relació amb fluids que circularen preferentment a través de fractures en un context de deformació compressiva.2- Al Burdigalià inferior, la formació de les fosses del Vallès i de Barcelona, provocà una forta erosió del massís de Collserola. Aquesta forta erosió promogué la desaparició, pràcticament en la seva totalitat, de la cobertora mesozoica del massís de Collserola i, probablement, del massís del Montnegre. Aquest esdeveniment concorda amb l'etapa de syn-rift donada per aquesta època dins del context d'evolució tectono-sedimentària del marge català del Solc de València. Per altra banda, l'entrada de fluids meteòrics que circularen de manera general a través dels sediments del Burdigalià inferior del Vallès i que en causaren la seva cimentació està en consonància amb aquesta situació.3- A partir del Burdigalià superior només es registra l'erosió del sòcol paleozoic del massís de Collserola i, probablement, dels perfils d'alteració permians que l'afectaven al contacte entre aquest i la cobertora mesozoica, mentre que, a la Serralada Prelitoral, s'erosionava la cobertora mesozoica i començaven a erosionar-se els materials paleògens de la conca de l'Ebre. Aquesta situació s'adiu amb l'etapa de post-rift donada per aquesta època dins del context d'evolució tectono-sedimentària del marge català del Solc de València. Al igual que en l'etapa anterior, en aquest període la cimentació es feu per fluids que circularen de manera general a través del sediment i que causaren la cimentació del Burdigalià superior-Languià del Vallès (fluids meteòrics) i la silicificació de Montjuïc (fluids indeterminats). / The present work studies the sediments from Upper Oligocene to Middle Miocene age related to the formation of the Catalan Coastal Ranges (CCR). Two of the studied zones are located in the Barcelona Plain (the Chattian sediments of Montgat and the Serravallian rocks of Montjuïc) and the other one, Burdigalian in age, is located in the Vallès Depression. Upper Oligocene sediments were formed as part of a compressive piggy-back basin when the CCR thrusted the Ebro basin. The Middle and Lower Miocene sediments were deposited in two half-graben basins during an extensive period that caused the collapse of the CCR and the formation of the Valencia Trough. Specifically, basal sediments of the Lower Miocene (Aquitanian? and Lower Burdigalian sediments of the Vallès half-graben) belong to a syn-rift stage and the rest of the Lower and Middle Miocene deposits (Upper Burdigalian-Langhian rocks of the Vallès half-graben and Langhian?-Serravallian materials of Montjuïc) belong to a post-rift stage.Three different stages in the evolution of the source areas have been identified with the study of the sediments of the Chattian of Montgat, the Burdigalian of Vallès and the Serravallian of Montjuïc. These stages can be correlated with the tectono-sedimentary evolution of the area and, at the same time, with the fluid dynamics recognized during the diagenesis of the studied materials.1- During Upper Oligocene times, there was a Mesozoic cover that overlaid the massifs of Garraf, Collserola and Montnegre. This situation is concordant with the pre-rift stage prior to the Miocene extension. On the other hand, the last stage of cementation of the Montgat sandstones, occurring in relation with fluids that circulated preferably through fractures in a compressive context, reinforces this conclusion.2- In Lower Burdigalian times, the formation of the Vallès and Barcelona basins promoted a strong erosion that caused the disappearance of the Mesozoic cover from the Collserola massif and, probably, from the Montnegre massif as well. This situation is concordant with the Miocene sin-rift stage. Shallow meteoric fluids that circulated pervasively through the Lower Burdigalian sediments of the Vallès half-graben are in accordance with this point.3- Finally, in the Collserola massif, and from the Upper Burdigalian onwards, the erosion of the Palaeozoic rocks, and the associated Permian weathering profiles, took place, whereas in the Prelitoral Range the Mesozoic cover and the Palaeogene materials of the Ebro basin were being eroded. This situation points to a Miocene post-rift stage. As in the previous stage, during this one the cementation that took place was related with fluids circulating pervasively through the sediments: meteoric fluids in the case of the Upper Burdigalian materials of the Vallès half-graben, and indeterminate fluids in the case of the Serravallian sediments of Montjuïc.

No description available.

En la present tesi s'exposa una síntesi de la hidrogeologia del massís de les Gavarres i zones adjacents amb l'objectiu final d'identificar i descriure'n la dinàmica, ampliant el coneixement hidrogeològic d'aquesta zona sotmesa a una creixent demanda i avaluant la disponibilitat de recursos hídrics. Concretament, l'estudi hidrogeològic defineix i descriu les formacions hidrogeològiques locals, les seves àrees de recàrrega i els sistemes de flux que es produeixen acompanyant-ho de diverses cartografies piezomètriques. Addicionalment, es caracteritza la dinàmica del sistema mitjançant l'estudi de les fàcies hidroquímiques i de les dotacions en isòtops estables i radiogènics (d18O, dD, 3H, d13C, 87Sr/86Sr) que permeten integrar-les en un sistema hidrogeològic regional. Els resultats es corroboren amb una anàlisi multivariable, consistent en l'anàlisi de components principals, i amb un estudi de mescla de membres extrems. També, s'estudien les fonts riques en CO2 o "picants" mitjançant un seguiment de cabal i hidroquímic, amb la finalitat d'afinar el model conceptual hidrològic derivat de les dades anteriors integrant-hi aquests elements singulars del sistema.El desenvolupament de la tesi ha permès identificar dos sistemes principals de flux com a origen de la recàrrega del sistema. Es descriu un sistema de caràcter local representat per la recàrrega procedent del massís de les Gavarres, que s'estableix en sentit divergent de d'aquest, el qual es fa present a la zona del Baix Ter i a la Vall d'Aro, així com a algunes captacions del marge oriental de la depressió de la Selva. Es de tipus pistó governat per fractures locals i adopta un sentit vertical ascendent a la zona nord a través de les formacions paleògenes. S'estimen els temps de residència en base al contingut en triti segons un model de desintegració i s'obtenen temps de trànsit d'entre 20-30 anys. En base als isòtops estables es determina l'estacionalitat de la recàrrega i s'avalua el percentatge de la precipitació infiltrant (10-15%) mitjançant mètodes hidroquímics. El segon sistema de flux que es constata és d'àmbit regional. Aquest es manifesta en les captacions més profundes de la depressió de la Selva, s'indueix antròpicament a les formacions sedimentàries soprajacents i ve governat per fractures regionals que delimiten les unitats morfoestructurals. Presenta característiques hidroquímiques diferenciades com a conseqüència de la interacció amb la roca sota elevats temps de residència, majors a 50 anys, segons indica el contingut en triti. La dotació en isótops estables suggereix una àrea de recàrrega que se situa a la serralada Transversal i/o en el massís de les Guilleries.En les fonts riques en CO2 es constata la presència d'ambdós sistemes de flux els quals s'hi mesclen en diferents proporcions. Es considera que el sistema de flux local s'incorpora al cabal de les fonts amb posterioritat a l'addició del gas diluint les elevades mineralitzacions de l'aigua que s'atribueixen a la presència del gas. Al sistema regional es constata amb una major constància quantitativa i qualitativa.L'anàlisi de components principals i l'estudi de la mescla de membres extrems corroboren la dinàmica hidrogeològica descrita mitjançant l'estudi multisotòpic. En concret, senyalen el domini de les reaccions silicatades i les influencies menors d'altres processos relacionats amb heterogeneïtats locals del medi, inducció antròpica de fluxos i mescla amb sistemes superficials. Concretament, a la zona del Baix Ter es caracteritza el sistema de flux dominant procedent de les gavarres que s'estableix en sentit vertical ascendent a la depressió i localment s'estimen les aportacions d'un flux influenciat per elevats cabals d'extracció procedent del riu Ter i intrusió salina. Els resultats manifesten l'aplicabilitat d'ambdós mètodes així com les seves limitacions.Finalment l'estudi manifesta el paper de les fractures en el control dels sistemes de flux i de la recàrrega que afavoreixen l'aportació d'aigües amb temps de residència molt elevats i l'establiment de fluxos de sentit vertical ascendent. També, planteja la dinàmica del sistema a una escala regional considerant que les aportacions subterrànies procedents de les formacions hidrogeològiques profundes contribueixen notablement a les aportacions i als recursos disponibles. / This dissertation is focused on the hydrogeology of the Gavarres range and the surrounding basins of Selva and Baix Empordà. Its main objective consists on describing the hydrodynamics of the system based on geological field work, potentiometric data, hydrochemistry as well as isotopic data ((d18O, dD, 3H, d13C, 87Sr/86Sr). The purpose is to determine a conceptual model that describes the main flow systems of the area as a useful tool to define future exploitation criteria for those related aquifers. The occurrence of rich-CO2 cold springs in the area provides an opportunity to investigate a specific hydrological behavior and are studied as a singular points of the hydrogeological system.This research has pointed out the existence of two main flow systems: a local system flow with recharge area in the Gavarres range and a regional system flow with longer flow paths from the Transversal and/or Guilleries range. The data results are summarized as follows.The study identifies and characterizes different hydrogeological formations and potentiometric data show a divergent flux from the Gavarres range towards the sourronding basins. Hydraulic head data also indicates the influence of fractures in the local flow system and a vertical ascending recharge is suggested in the north basin. Furthermore, hydrochemical data supports potentiometric observations and also suggests different residence times depending on flow path. The local meteoric line obtained from rainfall stable isotopes indicates seasonal recharge and its positions respect groundwater samples suggests different dynamics and recharge area in Empordà and Selva basins. Gavarres is the main recharge area but in deepest points of south basin a different and higher recharge areas are considered. CO2-rich springs also agree with these observations despite a modification of its d18O contents because of CO2 exsolution. According to the geological setting, those recharge areas would be located at the Transversal and Guilleries range, which bound the Selva basin in its northern and western boundaries. Tritium content points out different residence times of water samples. Two different groups of tritium data are distinguished, which correlates with the observed differences using stable isotopes, one infiltrated before 1952 occurs at the deepest wells of the Selva basin and at the CO2-rich springs, and is related to a regional flow system. The high exploitation rate in this basin induces flow from this deep regional system to arkosic basin materials. A second, modern set of data which would enter the system 20 years ago is described in Empordà and Aro basin as well as in shallow aquifers in Selva basin. Strontium content and 87Sr/86Sr ratios are used to tracer the flow path and the isotopic content. In particular, Empordà aquifers show a radiogenic signature acquired in the local metamorphic recharge area supporting the existence of vertical upwelling flow.Principal component analysis (PCA) allows statistical grouping that reflects bedrock lithology and supports some of the identified chemical reactions. Subsequently, end-member mixing analysis has been applied to the Baix Empordà samples to verify mixing rates between the Gavarres recharge through the paleogene aquifers, the Ter river capture and salt water intrusion. Despite that the method needs to be carefully checked for consistency, its application to water samples from the alluvial aquifer demonstrates the major recharge from the underlying paleogene formations, a Ter river participation of about 20%, and a maximum percentage of 10% of salt water in specific wells.In conclusion, the study of the hydrogeology of the Gavarres-Selva-Baix Empordà system has pictured two distinct flow systems with different chemical and isotopic content and characterized by different dynamics. Furthermore, it shows that the Gavarres range only acts as a local recharge area, and that groundwater from the Selva basin also gets its inflow from distant areas, namely the Transversal and Guilleries ranges.