L'expérience BABAR, située à SLAC, étudie depuis 1999 les désintégrations<br />des mésons B à partir de collisions entre électrons et positrons à une énergie égale<br />à la masse du Upsilon(4S). Le but premier de l'expérience a été de mesurer le paramètre<br />sin(2 beta) de la violation de la symétrie CP dans le modèle standard. Cette mesure<br />demande de connaître avec précision l'échelle de longueur absolue du détecteur.<br />Une méthode a été mise au point pour déterminer cette échelle, en utilisant les<br />interactions nucléaires dans la matière du détecteur et en particulier dans le tube<br />à vide de l'expérience. L'échelle de longueur du détecteur dans la direction des<br />faisceaux a ainsi été estimée avec une précision meilleure que 1 %. L'incertitude<br />liée à la détermination des longueurs par le détecteur dans les mesures des temps<br />de vie des B et de leur fréquence d'oscillation devient alors négligeable par rapport<br />aux autres erreurs systématiques.<br /><br />Le contenu en kaons chargés des désintégrations des mésons B intervient aussi<br />dans la mesure de sin(2 beta) pour étiqueter la saveur du deuxième B dans les événements<br />contenant un B se désintégrant dans un état propre de CP. La charge du<br />kaon est directement liée à la saveur du B. Une des sources de kaons de mauvais<br />signe pouvant fausser l'étiquetage provient de désintégrations de mésons D<br />de mauvais signe (B -> D X).<br />Les modes de désintégration doublement charmés<br />B -> DDbar K sont un des modes donnant des D de mauvais signe. Les vingt-deux<br />modes de désintégration sont reconstruits de façon exclusive et leurs taux<br />de branchement calculés avec une précision suffisante pour établir que les désintégrations B -> DDbar K ne sont pas les seules sources de D de mauvais signe dans les désintégrations des mésons B.

La recherche du boson de Higgs implique une bonne uniformité de la réponse du calorimètre électromagnétique d'ATLAS pour l'étude de ses canaux leptoniques et photoniques.<br /><br /><br />Dans la première partie de cette thèse, j'ai développé un outil de monitorage fiable pour s'assurer de la qualité des données prises lors de ces tests, démontré que la procédure de production des coefficients de filtrage optimal comporte un artefact qui influe sur l'uniformité de la réponse en énergie d'un module et contribué à la mise en place d'un algorithme de remplacement des coefficients manquants.<br /><br /><br />La seconde partie concerne l'étude du canal q q H -> q q W W -> q q l nu j j pour un Higgs de 300 GeV/c2. Le résultat rapporte dans le TER ne permettait pas d'exploiter ce canal pour une découverte car les distributions du signal et des fonds se confondaient. Grâce à une nouvelle approche plus globale associée à une nouvelle coupure soir la masse du système Wj et à un relâchement de certaines coupures, j'ai montré que ce canal permet la découverte du boson de Higgs ainsi que la mesure du couplage H -> WW.

Le travail effectué dans cette thèse repose sur l'analyse de données enregistrées par l'expérience BaBar sur le collisionneur PEP-11 à SLAC (Stanford, Californie) entre le mois d'octobre 1999 et le mois de juillet 2002. Des collisions électrons-positrons à une énergie dans le centre de masse égale à la masse de la résonance Y (4S) sont utilisées pour produire des paires de mésons B.<br /><br />Au mois de juillet 2001, la collaboration a publié la première mesure de la violation de la symétrie CP dans le système des B neutres. La précision de la mesure est constamment améliorée depuis. Deux structures servent à la reconstruction des trajectoires des particules chargées : le détecteur de vertex au silicium et la chambre à fils. Le détecteur de vertex est crucial pour la reconstruction du point de désintégration des B. Son mouvement par rapport au reste du détecteur, et en particulier la chambre à fils, nécessite une calibration courante de son alignement toutes les deux heures environ. Le lien entre la géométrie de la chambre à dérive et l'alignement a été étudié.<br /><br />Outre le programme de violation de CP, l'étude de la dynamique des désintégrations du B est un autre volet important de l'activité de BaBar. Dans ce cadre, les désintégrations rares sont particulièrement importantes dans la mesure où elles pourraient permettre de détecter une nouvelle physique au delà du Modèle Standard.<br /><br />La production de mésons eta' de haute impulsion dans les désintégrations des mésons B a été étudiée. Pour ce faire, les processus B -> eta' Xs provenant de la désintégration rare b -> s g* et B0bar -> eta' D0 provenant de la désintégration supprimée de couleur b -> c ubar d, qui sont les principales contributions à cette production, ont été considérés. L'amélioration de la mesure du processus B -> eta' Xs et la première observation du processus B0bar -> eta' D0 permettent d'une part d'établir que la production du eta' est dominée par la désintégration b -> s g* et d'autre part de contraindre la structure en quarks de ce méson.

Les mesures de précision effectuées à LEP1 et au SLD sont en très bon accord avec les prédictions du Modèle Standard. Néanmoins, les couplages entre bosons W, Z et gamma, conséquence la plus directe d'une symétrie de jauge non abélienne, restaient très mal mesurés. La production de bosons W par paire, lors de la seconde phase de LEP, a donc constitué une opportunité unique pour étudier les paramètres du boson W ainsi que ses couplages aux autres bosons. Cette thèse présente deux parties, l'une liée à la reconstruction des événements WW, l'autre à l'analyse des couplages.<br /><br />La mesure précise de la masse du boson W (précision ~ 10-4) apparaît comme un objectif majeur de LEP2. La reconstruction des produits de désintégration des W, utilisée pour cette mesure, est très sensible aux imperfections de la simulation des données : il est donc essentiel de comprendre et de minimiser leur influence. Ce travail présente une étude détaillée des performances de la simulation des gerbes électromagnétiques dans le détecteur ALEPH. A partir de cette étude, il est proposé une nouvelle reconstruction des événements pour la mesure de la masse du boson W. Cette reconstruction est testée sur la mesure de l'énergie du LEP grâce au processus de retour radiatif au pic du Z.<br /><br />La mesure des couplages trilinéaires entre bosons W, Z et gamma est réalisée à partir de l'ensemble des données enregistrées par ALEPH entre 1997 et 2000. Les résultats sont ensuite combinés avec les trois autres expériences LEP, Cette mesure confirme de manière directe la nature non abélienne du secteur électrofaible. Aucune déviation du Modèle Standard n'est observée.

La mesure de la masse du boson W est un des enjeux majeurs de LEP2. Dans le canal<br />W+ W- -> q1 q2bar q3 q4bar, une erreur systématique importante provient des corrélations de<br />Bose-Einstein, pouvant induire une fragmentation non indépendante des deux W.<br /><br /><br />Cette thèse porte sur la mesure des corrélations de Bose-Einstein dans les désintégrations<br />de paires de bosons W. Nous nous attacherons notamment à la mesure de<br />telles corrélations entre pions issus de W différents.<br /><br /><br />La théorie du modèle standard et la description de l'expérience ALEPH feront<br />l'objet des deux premiers chapitres. Le travail d'analyse comporte la mise au point<br />d'une sélection d'événements W+ W- -> q1 q2bar l nu_l, quand le lepton est un muon ou un<br />électron, présentée au chapitre trois. La sélection des événements W+ W- -> q1 q2bar q3 q4bar<br />et W+ W- -> q1 q2bar tau nu seront également décrites dans cette partie. Les différents<br />modèles phénoménologiques simulant les corrélations de Bose-Einstein sont introduits<br />au chapitre quatre, en même temps que leur ajustement sur les données d'ALEPH<br />enregistrées à $\sqrt(s)$ = 91 GeV. Les prédictions de ces modèles sont ensuite comparées<br />aux résultats obtenus dans les désintégrations W+ W- observées à des énergies de<br />collisions de 172, 183 et 189 GeV. L'hypothèse de corrélations entre pions issus de<br />W différents dans le canal W+ W- -> q1 q2bar q3 q4bar est défavorisée à hauteur de 2.7<br />écarts standard.

Ce travail présente une mesure de la section efficace inclusive de production des jets dans l'expérience DØ. Cette section efficace est déterminée en fonction de l'impulsion transverse des jets et dans plusieurs domaines en rapidité. Elle est sensible à la structure du proton et joue ainsi un rôle important dans la détermination des fonctions de distribution des partons (PDF), notamment celle du gluon pour des grandes fractions d'impulsion du proton. La mesure, qui est présentée en détail, donne les premières valeurs pour le Run II de la section efficace et ses incertitudes dans plusieurs domaines en rapidité, pour une luminosité intégrée de 143 pb-1. Les résultats obtenus sont, au vu de leur incertitude, en bon accord avec les prédictions théoriques ne laissant pas présager de phénomènes nouveaux. Ce travail met en évidence les points de compréhension du détecteur à améliorer pour atteindre le degré de précision du Run I et apporter des contraintes pour la détermination des PDF.

Avec la recherche de nouvelles particules dont le Higgs, la mesure précise des caractéristiques du boson W était un des objectifs majeurs de l'accélérateur LEP. Par exemple, la production de 10.000 événements par expérience dans l'état final W+W- qui peuvent être complètement reconstruits permet de mesurer la masse du boson W avec une précision relative de 10^-4. Dans ce document, je m'intéresse plus particulièrement aux couplages du boson W aux particules Z et gamma. La théorie électrofaible basée sur le groupe de symétrie SU(2)_LxU(1)_Y prédit l'existence, à l'arbre, des vertex WWZ et WWgamma. Leur existence est confirmée par la mesure de la section efficace de production de paires de W au LEP. Les valeurs effectives de couplages sont modifiées par l'introduction de boucles de particules du Modèle Standard au niveau du vertex (effet de 10^-3). Ces boucles pouvant aussi inclure des particules au delà de ce modèle, elles induisent des déviations (de l'ordre de 10^-3 pour la plupart des modèles). Elles sont décrites par 14 paramètres complexes. Leur mesure permet la recherche indirecte de nouvelles particules. Toutefois, au LEP, le nombre d'événements n'est pas suffisant pour pouvoir les mesurer simultanément. L'analyse se restreint donc aux trois paramètres les plus prometteurs : g1z, kappa_gamma et lambda_gamma. Au LEP, les événements sensibles à ces couplages sont les états finaux WW et Wenu. Leurs sections efficaces de production totales et différentielles sont les variables utilisées pour extraire la valeur des couplages. Bien qu'ayant des précisions différentes, l'ensemble de leurs canaux de désintégrations sont analysés. La précision sur ces mesures est principalement apportée par l'analyse des distributions angulaires de l'état final WW ->l nu qq. L'ensemble des données collectées par l'expérience ALEPH sont traitées. Les résultats présentés sont les valeurs finales publiées par l'expérience. Une précision de l'ordre de 10^-2 est obtenue dominée par l'erreur statistique. La combinaison des mesures des quatre expériences LEP permet donc de réduire cette erreur d'un facteur 2. Ce document finit par une description des mesures qui seront faites aux prochains collisionneurs (LHC et collisionneurs linéaires e^+e^-). Les précisions attendues (~10^-4) donneront des indications sur la présence de nouvelles particules jusqu'à des échelles d'énergie de 10 TeV.

L'expérience BABAR, située à SLAC (Stanford, Californie), étudie depuis 1999 les désintégrations des mésons $B$ produits dans des collisions électron positron à une énergie dans le centre de masse égale à la masse de la résonance $\Upsilon(4S)$. L'identification des particules chargées dans cette expérience utilise pour partie la mesure de la perte d'énergie par unité de longueur dans la chambre à dérive. Afin d'améliorer la calibration de cette quantité, une sélection d'électrons/positrons à partir d'événements Bhabha radiatifs a été développée, elle a permis de réduire l'asymétrie de charge dans la reconstruction des particules chargées. Dans les désintégrations des mésons $B$, la production inclusive des particules charmées ($D^0$, $\overline(D)^0$, $D^(\pm)$ , $D_s^(pm)$, $\Lambda_c^(\pm)$) est mesurée au moyen d'une nouvelle méthode, possible grâce à la grande statistique accumulée par l'expérience BABAR. Les mésons $B$ sont produits par paires à partir de la résonance $\Upsilon(4S)$. Les événements sont sélectionnés en reconstruisant complètement un $B$ dans un mode hadronique. Les particules charmées provenant du second $B$ sont alors reconstruites avec les traces restantes. Ceci permet de mesurer les nombres totaux de charmes produits lors des désintégrations des $B^+$ et des $B^0$ en séparant la production de charmes corrélés (transitions entre quarks: $b\rightarrow c X$) de la production anti-corrélée (transitions entre quarks: $b\rightarrow\overline(c) X$). Les résultats, obtenus avec une luminosité intégrée de $210 fb^(-1)$, sont les suivants~: \begin(displaymath) \begin(array)(l@(=\ ) c @(\hspace(1.5 cm)) l @(=\ ) c r ) N_(c)^(B^+) & 0.970 \pm 0.042 & N_(\overline(c))^(B^+) & 0.262\pm0.034 & \\ N_(c)^(B^0) & 0.950 \pm 0.057 & N_(\overline(c))^(B^0) & 0.285\pm0.048 &. \\ \end(array) \end(displaymath) Cette méthode permet également de mesurer, pour la première fois, les distributions en impulsion des particules charmées dans le référentiel du $B$ qui les a émises, ce qui donne accès aux différents mécanismes de production de ces particules.

Ce travail de thèse s'attache à simuler le potentiel de découverte de la supersymétrie (SUSY) au collisionneur LHC du CERN avec le détecteur ATLAS dans le canal pp->w1+z2->3l+X. Les résultats sont fournis pour les phases de basse et de haute luminosité du LHC. Dans un premier temps, nous montrons que la SUSY induit un excès à 5 écart-standards par rapport aux pédictions du Modèle Standard (MS) dans la topologie inclusive trilepton dans un grand domaine de l'espace des paramètres SUSY. Nous indiquons que les contributions des processus SUSY autres que pp->w1+z2 (fond supersymétrique) sont non négligeables. Ensuite, nous affinons l'analyse pour augmenter la pureté du signal pp->w1+z2->3l+X. Ceci nous permet d'étudier les propriétés spécifiques de ce processus. En particulier nous reconstruisons la différence de masse m(z2)-m(z1). Nous proposons une méthode originale pour reconstruire tout le secteur des gauginos à partir de cette observable expérimentale (cette méthode suppose l'unification de la masse des gauginos). Un chapitre est également consacré à l'étude de l'uniformité spatial e de la réponse des photomultiplcateurs Hamamatsu R5900 utilisés pour la lecture du calorimètre hadronique (Tilecal) d'ATLAS.

L'idée de base de cette thèse est la mesure de la fonction de fragmentation du quark b dans un environnement de collisionneur e+e−, le LEP, à une énergie dans le centre de masse qui est celle du pic du Z0 et sa transposition dans le cadre d'un collisionneur hadronique, le TeVatron, à une énergie dans le centre de masse de 1,96 TeV. Pour cela on utilise le cadre de l'expérience DELPHI au LEP et celui de l'expérience CDF au TeVatron. Ces deux détecteurs sont particulièrement bien adaptés pour réaliser cette mesure. Tous deux bénéficient du nécessaire ensemble de sous-détecteurs de traces et d'identification de particules très performants. De plus CDF s'est équipé d'un système de déclenchement novateur, basé sur l'information du trajectographe gazeux et du microvertex, qui lui permet de tirer le meilleur profit des hauts taux de production de b en collisionneur hadronique. L'analyse développée ici extrait les composantes QCD perturbative et QCD non perturbative de la fonction de fragmentation dans le contexte e+e−. En effet, dans ce cadre, le processus QCD est bien compris, ce qui permet d'extraire la partie non perturbative directement à partir des données et non pas, comme habituellement, par comparaison avec les prédictions de divers modèles de fragmentation introduits dans le Monte Carlo et en ajustant les paramètres pour faire correspondre au mieux données simulées et réelles. On peut directement utiliser la partie non perturbative de la fonction de fragmentation ainsi trouvée à l'environnement d'un collisionneur hadronique, pourvu que l'on se place dans le même cadre de travail et que l'on tienne correctement compte de tous les processus QCD de production du b. L'impact de cette étude pour d'autres mesures telle que, par exemple, celle des oscillations Bs ou celle de la section efficace de production du b au TeVatron est présenté en conclusion de ce travail.