La production de paires de quarks top se désintégrant en deux leptons dont au moins un lepton tau est étudiée dans le cadre de l'expérience CDF auprès du collisionneur proton-antiproton, Tevatron, a FNAL aux USA. La sélection exige un électron ou un muon produit par désintégration du lepton tau ou par désintégration d'un W. L'analyse utilise toutes les données enregistrées, 9 fb-1, avec un déclenchement basé sur un électron ou muon à faible moment transverse et une trace chargée isolée. La section efficace de production de paires de top a cette énergie obtenue est de 8,2+-1.7(+1.2-1.1)+-0,5 pb, et le rapport de branchement en leptons tau est de 0,120+-0,027(+0,022-0,019)+-0,007 avec erreur statistique, systématique et sur la luminosité respectivement. Ce sont à jour les résultats les plus précis dans ce canal de désintégration du top, en bon accord avec les résultats obtenus au Tevatron avec tous les autres canaux de désintégration du top. Le rapport de branchement est aussi mesuré en séparant les événements tau plus lepton et avec deux leptons tau avec une méthode de maximum de vraisemblance. C'est la première fois que ces modes de désintégration sont identifiés séparément. Par une méthode de maximum de vraisemblance appliquée pour séparer ces deux canaux une mesure alternative du rapport de branchement du top en lepton tau de 0,098+-0,022(stat.)+-0,014(syst.) est obtenue, en bon accord avec les prédictions du Modèle Standard. Une limite supérieure de 0,159 pour ce rapport de branchement, avec 95% de niveau de confiance est extraite donnant un indice de Physique au delà du Modèle Standard en particulier un possible boson de Higgs chargé.

This thesis presents the results of a signature-based search for new physics using the exclusive dijet plus missing transverse energy data sample from 2 fb^-1 of p-pbar collisions at \sqrt{s} = 1.96 TeV collected with the Collider Detector at Fermilab (CDF). A study is made of the production of events with two high energy jets and large missing transverse energy (missing E_T, or MET) in a kinematic regime requiring the scalar sum of the E_T of the two jets (referred to here as H_T) to be greater than 125 GeV and the event MET to be above 80 GeV. A second kinematic region is also examined, with the MET cut increased to 100 GeV and the H_T cut increased to 225 GeV. The number of events observed in the data is within 0.43 standard deviations of the expected number of background events in the low kinematic region, and within 0.34 standard deviations in the high kinematic region. Based on these results, 95% C.L. lower mass limits for scalar leptoquarks are extracted: 190 GeV/c^2 for 1st generation, 190 GeV/c^2 for 2nd generation, and 178 GeV/c^2 for 3rd generation production. The results are also interpreted in terms of cross-section limits on generic minimal supersymmetric (MSSM) models.

Des informations sur la nouvelle physique peuvent être extraites de plusieurs secteurs indépendants et en particulier : les recherches directes du Higgs et de nouvelles particules aux collisionneurs, qui sont entrées dans une nouvelle ère avec le démarrage du LHC, les informations indirectes des données de physique des saveurs, en utilisant les résultats obtenus aux usines à B et récemment aussi au LHC, et enfin les informations indirectes sur la densité relique de mati ère noire et les recherches directes de mati ère noire, en particulier au vu des résultats récents des expériences XENON, CoGENT, CRESST, ... Combiner les informations des différents secteurs est en effet riche d'implications et permet de réduire l'espace des paramètres des scénarios de nouvelle physique. Nous avons démontré l'existence de telles synergies dans le contexte de la supersymétrie pour différents scénarios contraints ainsi que pour un scénario plus g én éral du MSSM (pMSSM).

This thesis presents the results of a signature-based search for new physics using the exclusive dijet plus missing transverse energy data sample from 2 fb^-1 of p-pbar collisions at \sqrt{s} = 1.96 TeV collected with the Collider Detector at Fermilab (CDF). A study is made of the production of events with two high energy jets and large missing transverse energy (missing E_T, or MET) in a kinematic regime requiring the scalar sum of the E_T of the two jets (referred to here as H_T) to be greater than 125 GeV and the event MET to be above 80 GeV. A second kinematic region is also examined, with the MET cut increased to 100 GeV and the H_T cut increased to 225 GeV. The number of events observed in the data is within 0.43 standard deviations of the expected number of background events in the low kinematic region, and within 0.34 standard deviations in the high kinematic region. Based on these results, 95% C.L. lower mass limits for scalar leptoquarks are extracted: 190 GeV/c^2 for 1st generation, 190 GeV/c^2 for 2nd generation, and 178 GeV/c^2 for 3rd generation production. The results are also interpreted in terms of cross-section limits on generic minimal supersymmetric (MSSM) models.

Dans ce mémoire, nous présentons nos travaux de recherche que nous avons menés au sein de la collaboration ATLAS au LHC dans la période 2005-2012. Ces travaux inclus la préparation de deux des sous-détecteurs composant le système de détecteurs internes, l'étude et l'optimisation des algorithmes de reconstruction des jets afin d'en améliorer les performances et enfin l'utilisation des données collectées à partir des collisions proton-proton pour une énergie de collision de 7 TeV dans le centre de masse pour en extraire la mesure de la section efficace de production du quark top dans le mode de désintégration tout-hadronique.

The Higgs sector is the last part of the standard model of particle physics where we lack directexperimental results. Many extensions to the standard model describe an extended Higgs sector,often containing charged scalar bosons in addition to the standard model’s neutral Higgs boson.The H+WZ vertex can be used to distinguish between different non-standard Higgs sectors, andto measure the mass of the charged Higgs boson. In this report I will examine a promising searchchannels at the LHC and look at its phenomenology using monte carlo simulations.

Ce mémoire présente différents aspects du programme expérimental WA89 consacré à la spectroscopie des hadrons charmés et étranges et charmés, en utilisant un faisceau d'hypérons, et le spectromètre Oméga du hall ouest au CERN. Après avoir abordé des éléments de la physique du charme, les méthodes utilisées pour identifier, en ligne (trigger) et hors ligne (filtre d'événements) les particules Λ0 issus de la désintégration du charme sont détaillées. L'identification des mésons Ds dans les données est ensuite exposé ainsi qu'une estimation de la section efficace de production des mésons étranges et charmés.

Ce mémoire est une synthèse de mes activités postdoctorales au sein de l'expérience LHCb, en cours d'installation auprès du grand collisionneur de hadrons LHC au Cern, à Genève. Dans le chapitre 1, j'introduis les bases phénoménologiques nécessaires à l'étude de la physique des saveurs en montrant que cette dernière s'inscrit au coeur du modèle standard. Je rappelle les limitations de ce modèle. Puis j'explique comment la physique des saveurs en général, et plus particulièrement celle effectuée à LHCb, permet de rechercher de la nouvelle physique ou de la contraindre. Dans le chapitre 2, après une rapide présentation du détecteur LHCb, je présente le trigger de niveau zéro à muons, en développant deux aspects sur lesquels j'ai plus particulièrement travaillé: la résistance aux radiations des transmetteurs opto-électroniques et les performances physiques simulées du trigger. Le chapitre 3 synthétise les activités liées à l'étiquetage de la saveur des mésons B, activités dont je suis co-organisateur depuis mai 2005. Enfin au chapitre 4, après un rappel des progrès récents accomplis en physique des saveurs lourdes, je donne un aperçu des performances attendues de LHCb, pour quelques mesures clés. Je détaille notamment un aspect auquel j'ai pris part: la recherche de nouvelle physique dans les diagrammes pingouins b->s.

Ce mémoire d'HDR présente une synthèse des travaux que j'ai effectués depuis 7 ans pour la préparation de l'expérience D0 à Fermilab et l'analyse des données du collisionneur à hadrons Tevatron. Il présente deux thématiques principales : système de déclenchement et recherche de nouvelle physique, notamment la recherche de particules supersymétriques et du boson de Higgs du modèle standard.

Identifying the matter in the universe is one of the main challenges of modern cosmology and astrophysics. An important part of this matter seems to be made of non-baryonic particles. EDELWEISS is a direct dark matter search using cryogenic germanium bolometers in order to look for particles that interact very weakly with the ordinary matter, generically known as WIMPs. An important challenge for EDELWEISS is the radioactive background and one of the ways to identify it is to use a larger variety of target crystals. Sapphire is a light target which can be complementary to the germanium crystals already in use. Spectroscopic characterization studies have been performed using different sapphire samples in order to find the optimum doping concentration for good low temperature scintillation. Ti doped crystals with weak Ti concentrations have been used for systematic X ray excitation tests both at room temperature and down to 30 K. The tests have shown that the best Ti concentration for optimum room temperature scintillation is 100 ppm and 50 ppm at T = 45 K. All concentrations have been checked by optical absorption and fluorescence.<br />After having shown that sapphire had interesting characteristics for building heat-scintillation detectors, we have tested if using a sapphire detector was feasible within a dark matter search. During the first commissioning tests of EDELWEISS II, we have proved the compatibility between a sapphire heat-scintillation detector and the experimental setup.