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.

Depuis le début du fonctionnement de HERA, la mesure de la luminosité est réalisée en détectant les photons de bremsstrahlung émis par les électrons dans la région d'interaction. En raison des nouvelles conditions de fonctionnement, un nouveau détecteur de photons pour le système de luminosité de H1 a été développé et installé dans le tunnel à 104 mètres du point d'interaction. L'objet de cette thèse est d'analyser les données enregistrées par le détecteur de photons et d'étudier les variations de la luminosité dans H1 au cours des prises de données. Les méthodes de calcul de l'échelle d'énergie et de l'acceptance présentées dans cette thèse permettent de déterminer ces grandeurs toutes les quatre minutes avec une précision de l'ordre de 0,5 pour mille pour l'échelle d'énergie et de l'ordre de 2 pour mille pour l'acceptance. La position et la largeur du faisceau sont également mesurées toutes les quatre minutes avec une précision de l'ordre de 0,01 mm pour la position et de l'ordre de 0,05 mm pour la largeur. Ces résultats permettent de calculer la luminosité instantanée toutes les quatre minutes avec une erreur de l'ordre de 6,5 à 9,5 pour mille. Ces résultats sont en cours de validation pour devenir la méthode standard dans H1.<br /><br />J'ai également étudié les événements Compton élastique. La diffusion Compton élastique est utilisée pour une mesure complémentaire de la luminosité car sa section efficace est connue avec une bonne précision et la signature des événements dans le détecteur H1 est facilement identifiable.

Depuis des siècles, les vernis apposés sur des œuvres anciennes sont constitués de résines naturelles. Ceux-ci se dégradent au cours du temps et modifient l'aspect visuel de l'œuvre. Les restaurateurs doivent donc alléger la couche de vernis à l'aide de solvants choisis selon la nature du vernis et n'altérant pas la couche picturale. L'identification des vernis est donc essentielle pour le choix solvant. Elle était, jusqu'ici obtenue par des analyses chimiques faites à partir de prélèvements. A l'aide de la fluorescence UV, nous avons développé une technique d'identification non-destructive des vernis, réalisable in-situ et donnant des résultats en temps réel. Cette méthode s'appuie sur la comparaison du spectre de fluorescence d'un vernis inconnu avec ceux d'une base de données de vernis de référence récents, vieillis artificiellement ou naturellement. Des exemples de reconnaissance des vernis sur plusieurs œuvres d'art du patrimoine sont présentés. Parallèlement, la séparation et l'identification des principaux fluorophores contenus au sein des résines ont été réalisées par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse utilisant l'ionisation par électrospray.

Ce mémoire présente une synthèse des travaux que j'ai effectués depuis 9 ans pour la préparation de l'expérience ATLAS, devant fonctionner auprès du futur grand collisionneur de hadrons du CERN, le LHC, qui entrera en service en 2008.

La supersymétrie semble être l'extension naturelle du Modèle Standard la plus naturelle. A basse énergie elle peut consister au Modèle Standard Supersymétrique Minimal (MSSM) qui ici est le cadre de la recherche du squark top, grâce à 350 pb-1 de données récoltées par l'expérience DØ lors du RunIIa du TeVatron. Nous avons sélectionné les évènements avec un électron, un muon, de l'énergie transverse manquante et des traces non isolées, signature de la désintégration du stop en trois corps ( ).<br /> En l'absence d'un excès significatif d'évènements de ce signal, les résultats ont été interprétés en terme de limites de section efficaces de production du stop permettant d'étendre la région d'exclusion dans l'espace des paramètres ( ) existante jusqu'à des masses de stop de 168 (140) GeV pour une masse de sneutrino de 50 (94) GeV.<br /><br /> En raison du rôle majeur du calorimètre électromagnétique dans beaucoup de recherches effectuées dans DØ, une calibration fine de celui-ci a été effectuée en utilisant des évènements avec des désintégrations , améliorant notablement la résolution de l'énergie mesurée

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Dans le cadre du modèle mSUGRA qui décrit un mécanisme de brisure simple de la supersymétrie, des sparticules avec des masses au-delà des limites fixées par les expériences de LEPII peuvent être produites au Tevatron, collisionneur $p\overline {p}$ délivrant une énergie de 1.96 TeV dans le centre de masse. Un canal privilégié pour la découverte de la supersymétrie au Tevatron est la production associée du plus léger chargino,$\tilde {chi}_1^± $ et du second plus léger neutralino, $\tilde {chi}_2^0$. Les modes de désintégration leptoniques, $\tilde {chi}_2^0\to\tilde {chi}_1^0 $ l +l -et $\tilde {chi}_1^± \to\tilde {chi}_1^0 $ l ±\nu_l, conduisent à une signature claire avec trois leptons et une quantité significative d'énergie transverse manquante. De manière à augmenter la sensibilité au signal dans des régions de l'espace des paramètres conduisant à un troisième lepton très mou présentant une faible efficacité de reconstruction, une sélection avec deux leptons de même signe et de l'énergie transverse manquante a été développée. Le cas particulier du canal dimuon de même signe est étudié dans ce manuscrit. Aucune preuve de l'existence de la supersymétrie n'a pu être mise en évidence à partir des données acquises entre avril 2002 et février 2006 par le détecteur DØ du Tevatron et représentant une luminosité intégrée de 0.9 fb−1.Des limites sur le produit de la section efficace de production du signal fois le rapport d'embranchement en trois leptons, $\sigma (p\overline {p}\to\ tilde {chi}_1^± \tilde {chi}_2^0)$ ×BR(3ℓ), ont alors été déterminées en fonction de la masse du $\tilde {chi}_1^± $. Les résultats ainsi obtenus par la sélection dimuon de même signe ont été combinés avec les résultats de sélections trilepton. Pour des configurations de type mSUGRA avec des désintégrations leptoniques favorisées, une limite de 140 GeV/c2 est obtenue sur la masse du $\tilde {chi}_1^± $.