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Many models of physics beyond the Standard Model include an extended Higgs sector, responsible for electroweak symmetry breaking, and predict the existence of additional Higgs bosons. The Type II Two-Higgs-Doublet Model (2HDM) is a particularly well motivated scenario and a suitable framework for phenomenological studies of extended Higgs sectors. Its low energy spectrum includes two CP-even Higgses h and H, one CP-odd Higgs A, and a pair of charged Higgses H±. We study the implication of the LHC Higgs search results on the Type II 2HDM and identify regions of parameter space which are consistent with all experimental and theoretical constraints and can accommodate the observed 125 GeV Higgs signal. This includes parameter space with a distinctive mass hierarchy which permit a sizable mass splitting between the undiscovered non-Standard Model Higgs states. If this mass splitting is large enough, exotic Higgs decay channels into either a Higgs plus a Standard Model gauge boson or two lighter Higgses open up. This can significantly weaken the reach of the conventional Higgs decay channels into Standard Model particles but also provide the additional opportunity to search for exotic Higgs decay channels. We provide benchmark planes to explore exotic Higgs decay scenarios and perform detailed collider analyses to study the exotic decay channels H/A -> AZ/HZ and H± -> AW/HW. We find that these exotic decays offer complementary discovery channels to the conventional modes for both neutral and charged Higgs searches and permit exclusion and discovery in large regions of parameter space.

La physique du B constitue un pan important de la physique des particules, aussi bien du point de vue théorique qu'expérimental. L'objectif de ce mémoire est d'adresser un certain nombre d'aspects relatifs à cette physique et, dans un premier temps, certaines hypothèses théoriques utilisées : - hypothèse de dualité : la plupart des calculs inclusifs sur les transitions entre états hadroniques repose implicitement sur le fait que ces processus peuvent être décrits en ne faisant intervenir que les transitions entre les quarks constituant ces hadrons. Nous avons testé cette hypothèse dans le cadre des désintégrations semileptoniques des mésons $B$ et cherché les causes d'éventuelles violations. - hypothèse de factorisation : cette hypothèse simplificatrice, couramment employée dans le domaine, permet par exemple l'étude des désintégrations non-leptoniques des mésons B en deux autres mésons. Nous avons réalisé une étude exhaustive comparative entre les données expérimentales disponibles et une version améliorée de cette hypothèse. Ensuite, nous présentons un problème lié à la production des états de moment cinétique orbital l=1 lors des désintégrations des mésons B : les données expérimentales vont à contre sens de tous les modèles théoriques phénoménologiques ; nous proposons alors une tentative de résolution par QCD sur réseau de ce puzzle. Enfin, nous décrivons le projet APEnext (projet européen d'ordinateur à architecture parallèle dédié aux calculs sur réseau).

ITC/USA 2009 Conference Proceedings / The Forty-Fifth Annual International Telemetering Conference and Technical Exhibition / October 26-29, 2009 / Riviera Hotel & Convention Center, Las Vegas, Nevada / At about Mach number 10 and above, a high energy plasma field forms around a vehicle. This plasma sheath has a high attenuation factor that can cause communications black out. No practical solutions to communicating through a plasma sheath are known. In addition to standard real time data needs for test, a driving requirement to solve this problem is that most solutions will have to be designed into the vehicle. Modifications of vehicles designed to travel at these Mach numbers, especially any exterior modifications, will be extremely difficult due to effects on aerodynamics, thermal protection, and the materials used. A list of possible solutions to communications through hypersonically induced plasma has been collected over several years. This list was added to and verified during the Workshop on Communications through Plasma during Hypersonic Flight. Pros and cons of these potential solutions have been discussed and documented as well. The workshop also included a vote by the attending experts on what solutions are most promising. This paper reviews these solutions, their pros and cons, and a recommended way forward to solving this problem.

On étude les effets non-perturbatifs généré par des branes instantoniques Euclidiens en compactifications de la théorie des cordes de type I/II avec orientifolds et D-branes magnétisées. Le focus est sur les instantons qui peuvent générer des corrections au superpotentiel. Une condition nécessaire est que les instantons doivent enrouler des cycles rigides. On considère la compactification de la théorie de Type I (IIB) sur l'orientifold T^6/Z_2xZ_2 avec torsion discrète et D-branes magnétisées. Les instantons enroulant le même cycle que l'O-plane exotique (requis par la torsion discrète) ont la structure désiré de modes zéro pour générer des corrections au superpotentiel. On construit des modèles globales basée sur cet orientifold ou les instantons génère des termes linaires et de termes de masse dans le superpotentiel. En théorie des cordes on calcule un couplage physique duquel on doit extraire la partie olomorphique pour obtenir le superpotentiel non-perturbatif. Les facteurs non-olomorphiques sont absorbés dans le potentiel de Kähler et dans redéfinitions des champs chiraux et modules des cordes fermées. On a dérivé ces redéfinitions pour les compactifications toroïdales (avec orientifolds) de la théorie de Type I avec branes magnétisées et lignes Wilson. Finalement, on a considéré des modèles globales avec des termes linéaires. On a calculé explicitement le superpotentiel non-perturbatif pour les orientifolds toroïdales. On a montré comment faire la somme sur les contributions a un instanton. Les modèles analysées possédaient des vides non-perturbatifs supersymétriques ou le group de jauge était brisé et certains modules des cordes ouvertes étaient stabilisés.

At the dawn of the Large Hadron Collider era, the Brout-Englert-Higgs mechanism remains the most appealing theoretical explanation of the electroweak symmetry breaking, despite the fact that the associated fundamental scalar boson has escaped any direct detection attempt. In this thesis, we consider a particular extension of the minimal Brout-Englert-Higgs scalar sector implemented in the Standard Model of strong and electroweak interactions. This extension, which is a specific, "twisted", realisation of the generic two-Higgs-doublet model, is motivated by a relative phase in the definition of the phenomenologically successful CP and custodial symmetries. Considering extensively various theoretical, indirect and direct constraints, this model appears as a viable alternative to more conventional scenarios like supersymmetric models, and gives grounds to largely unexplored possibilities of exotic scalar signatures at present and future collider experiments.

Cette thèse présente le travail de trois ans effectué dans l'expérience CMS, dans le contexte des premières collisions proton-proton du LHC. L'étude porte en particulier sur la recherche du boson de Higgs. Cette particule, dont l'existence est prévue par le Modèle Standard, n'a encore jamais été observée, mais elle est toujours activement l'objet de recherches auprès de collisionneurs à très hautes énergies. Dans le passé récent, les expériences au LEP et Tevatron ont permis d'exclure l'existence du Higgs dans les domaines de masse < 114 GeV/c2 et [147, 179] GeV/c2, avec un intervalle de confiance de 95%. Au moment où le sujet de cette thèse a été décidé, les domaines de masse très faible et très élevé étaient donc les régions les plus intéressantes. Avec les données de collisions de 2011, je me suis occupé de la question de la stabilité et uniformité de la réponse du calorimètre électromagnétique (ECAL). Des électrons isolés, provenant de la désintégration de boson W en en voie électron-neutrino ont été utilisé pour caractériser la réponse du ECAL (corrections locales d'uniformité, corrections de transparence des cristaux, vieillissement des cellules de lecture). Ceci sert de référence pour l'analyse du Boson du Higgs se désintégrant en deux photons, qui est le canal favori pour des hypothèses de masse faible et qui exige une une résolution en énergie optimale pour mieux profiter de la résonance trés étroite du boson du Higgs pour ces masses. L'analyse de physique effectuée dans cette thèse porte sur la recherche de bosons de Higgs dans l'autre région de masse encore permise par les contraintes expérimentales. En particulier, j'ai étudié le canal de désintégration H > WW > lνqq pour des masses du Higgs mH > 2mW. Ce canal est celui qui offre la plus grande section efficace de production (σ × B) pour le boson de Higgs, même s'il est pénalisé par des bruits de fonds de processus standards importants. Une stratégie d'analyse complète a été définie: j'ai étudié les performances pour la physique de la reconstruction et de l'identification des leptons isolés, fortement contribué à la définition et à la caractérisation du déclenchement (trigger) pour ce canal, et procédé à une analyse détaillée des sources d'incertitudes systématiques affectants l'interprétation statistique des résultats. En absence d'une déviation par rapport à l'attendue des bruits de fonds du modèle standard, des limites supérieures sur la masse du boson de Higgs ont été obtenu, entre 320 et 400 GeV/c2 environ.

Le spectromètre à muons du détecteur ALICE, installé au LHC, est dédié à la mesure des quarkonia (J/psi et upsilon) et des saveurs lourdes ouvertes qui se désintègrent en muons. Un grand nombre d'étapes (R&D, simulation et construction) ont été nécessaires pour réaliser les systèmes de tracking et de trigger du spectromètre. Les prises de données sont actuellement en cours. Ce document présente mes activités de recherche durant l'évolution du projet.

Doctor of Philosophy / Department of Physics / Timothy A. Bolton / This dissertation presents the first topological study of the charge current quasi-elastic (CCQE) neutral hyperon production induced by antineutrinos in the ArgoNeuT detector, a liquid argon time projection chamber (LArTPC) at Fermilab, using 1.20 × 10²⁰ protons-on- target (POT), in the NuMI beam operating in the low energy antineutrino mode. The total cross section for the CCQE neutral hyperon production is reported at the mean production energy of 3.42 GeV. The event yield in data is consistent with the predicted cross section, σ = 2.7 × 10−40 cm²: σ(CCQE[subscript Λ0+Σ0] ) = (3.7 ± 1.9(stat.) ± 1.5 (sys.)) × 10⁻⁴⁰ cm². The study sets a 90% confidence level (C.L.) upper limit on the total cross section of CCQE neutral hyperon production: σ(CCQE[subscript Λ0+Σ0] ) < 7.3 ×10⁻⁴⁰ cm² at 90% C.L.