Studies of minimum bias events at colliders probe the behavior of QCD in the non-perturbative regime. The phenomenology of events in this regime is described by empirical models that take many parameters, which all need to be tuned to the observed data. Measurements based on angular correlations between the highest transverse momentum charged particle track and the other charged particle tracks in collision events can, because of their robustness against experimental and detector effects, be a component of the tuning inputs for the models. We measure such observables in a variety of pseudorapidity ranges and at many center-of-mass energies at DØ and ATLAS. We observe that such observables are poorly described by current models and tunes that are used to produce simulated event samples, making them valuable information for the tuning process. The Matrix Element method is a powerful analysis tool to extract precise measurements from data samples of limited statistics. We have investigated the potential of the Matrix Element method to measure the mass of the charged Higgs in the exclusive decay H±→τ±ν→e±+3ν when produced in top quark decays at the Tevatron, with emphasis on the construction of transfer functions in the τ decay chain. We concluded that the τ decay chain can be successfully parametrized via a transfer function and that the method has the potential to provide an accurate charged Higgs mass measurement in this channel. Triggering on τ leptons is a key component for many beyond the Standard Model searches at ATLAS, such as the search for the charged Higgs boson. Events containing Z bosons can be used to measure the efficiency of the ATLAS τ hadronic-decay trigger. We have used a tag-and-probe method on simulated Z boson decays to 2 τ leptons where one decays to a μ while the other decays hadronically. The μ is used as the tag and the τ side is probed. We demonstrated that the efficiency of the τ hadronic-decay trigger can be accurately measured with this method using the first 100 pb-1 of ATLAS data. / Felaktigt tryckt som Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 732

Le monde de l'infiniment petit est le domaine d'étude de la physique des articules. Cette physique s'attache à décrire de façon cohérente la nature et le comportement des particules élémentaires qui constituent la matière. Les accélérateurs (collisionneurs) de particules permettent de repousser toujours plus avant les connaissances dans ce domaine en produisant des particules, inobservables autrement, par le biais de collisions à très haute énergie. Le travail présenté dans cette thèse s'inscrit dans cet axe de recherche et s'intéresse à l'étude du quark top qui est la dernière brique de matière découverte et la plus lourde particule élémentaire connue. La propriété étudiée, l'asymétrie de charge des paires de quark top-antitop, a suscité un vif intérêt par le passé (2011) au sein de la communauté du fait de mesures réalisées auprès du collisionneur Tevatron. Ces mesures ont dévoilé des déviations importantes par rapport aux prédictions réalisées dans le cadre du modèle standard de la physique des particules. De nouvelles mesures de l'asymétrie de charge réalisées au Tevatron (auprès du détecteur D0) et au LHC (auprès du détecteur ATLAS) sont présentées dans cette thèse.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Nesta tese são apresentadas a medida da taxa de produção de eventos difrativos e a extração da função de estrutura do antipróton para eventos de difração simples. A análise aqui apresentada é baseada em dados do detector DØ no Tevatron/Fermilab, colisor de prótons-antiprótons à energia de centro de massa de 1.96 TeV. A seleção de eventos difrativos é feita através de intervalos de rapidez - região do detector desprovida de partículas - determinados através da deposição de energia nas células do calorímetro DØ. A função de estrutura obtida nessa análise é comparada com resultados existentes dos experimentos H1 e CDF. / In this thesis we present a measurement of the diffractive to non-diffractive production rate and the extraction of the antiproton diffractive structure function. The analysis presented uses data from the DØ proton-antiproton collider at Tevatron/Fermilab with = 1.96 TeV. The data sample was selected using rapidity gap signatures determined through the sum of energy depositions in the DØ calorimeter cells. The measurements were performed on 0.19 pb-1 of Run IIa DØ data. The results are compared to H1 and CDF results."

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Nesta tese são apresentadas a medida da taxa de produção de eventos difrativos e a extração da função de estrutura do antipróton para eventos de difração simples. A análise aqui apresentada é baseada em dados do detector DØ no Tevatron/Fermilab, colisor de prótons-antiprótons à energia de centro de massa de 1.96 TeV. A seleção de eventos difrativos é feita através de intervalos de rapidez - região do detector desprovida de partículas - determinados através da deposição de energia nas células do calorímetro DØ. A função de estrutura obtida nessa análise é comparada com resultados existentes dos experimentos H1 e CDF. / In this thesis we present a measurement of the diffractive to non-diffractive production rate and the extraction of the antiproton diffractive structure function. The analysis presented uses data from the DØ proton-antiproton collider at Tevatron/Fermilab with = 1.96 TeV. The data sample was selected using rapidity gap signatures determined through the sum of energy depositions in the DØ calorimeter cells. The measurements were performed on 0.19 pb-1 of Run IIa DØ data. The results are compared to H1 and CDF results."

La mise en évidence de nouvelle physique est l'un des enjeux des expériences auprès des grands collisionneurs TeVatron et LHC. Le quark top se place dans ce contexte de recherche. Des mesures de couplages et de propriétés du quark top non conformes aux prédictions théoriques seraient les premiers effets indirects d'une physique non décrite par le Modèle Standard.<br /><br />Le travail décrit dans cette thèse porte sur l'étude de la section efficace de production de quarks top par interaction forte au sein des deux collaborations D0 et ATLAS.<br /><br />Mon travail à D0 a tout d'abord consisté en l'amélioration de la reconstruction des électrons de faible impulsion au sein de jets. Ce nouvel algorithme peut désormais être utilisé pour identifier les jets de quarks b, produits dans les événements top-antitop recherchés. Ce travail s'est poursuivi par une analyse de mesure de la section efficace de production de paires de quarks top, avec 420 pb-1 de données de l'expérience D0. Les résultats de cette analyse sont en accord avec les prédictions du Modèle Standard.<br /><br />Dans l'expérience ATLAS, mon travail a consisté à élaborer une procédure de sélection des événements top-antitop, en adaptant les connaissances et les techniques issues de l'expérience D0 à l'environnement plus exigeant des collisions du LHC. Cette analyse a permis d'identifier les sources d'incertitudes qui auront un impact sur la mesure. Pour une année de fonctionnement du détecteur à basse luminosité, cette section efficace pourrait être mesurée avec une précision de quelques pourcents. Cette sensibilité permettrait de déceler des signes de nouvelle physique. La phénoménologie des événements top-antitop est modifiée par la présence de bosons de Higgs chargés apparaissant dans des modèles standard non minimaux. L'analyse effectuée dans ce nouveau cadre théorique a ainsi montré qu'une découverte serait possible pour certaines régions de l'espace des paramètres.

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