A measured cross section of simultaneously produced Υ(1S) and J/ψ mesons is performed using 20 fb-1 integrated luminosity in proton-proton collisions at √s=8 TeV center of mass energy recorded by the CMS detector. Both mesons are fully reconstructed from their final states, μ+ μ-. To extract the signal yield, an extended maximum likelihood fit is used on two (invariant mass of Υ(1S) and J/ψ) and three (invariant mass of Υ(1S) and J/ψ, cτ) dimensional components. A two-dimensional extended likelihood fit is used for the signal yield of data and a three-dimensional extended likelihood fit is used to know the possibility of displaced J/ψ candidate events arising from a B meson decay. A data embedding method is used to correct the efficiency in the data. The cross section in the fiducial region, defined as |y|<2.0, is determined to be 16.5±3.6(stat)±2.6(syst) pb. In order to improve the physics measurements capabilities for the harsh radiation environments at Large Hadron Collider (LHC), radiation hard detectors are needed. Secondary Emission Method (SEM) is a technique to measure the energy of particles such as e, n, and p in extreme radiation environments. Secondary Emission Ionization Calorimetry is a new technique for high radiation conditions. We designed two different types of test boards to test Hamamatsu single anode R7761 and multi-anode R5900-00-M16 PMTs and compared average gain values for both SE and PMT modes. We found that both values (SE and PMT) were comparable, which means the test boards that were developed perform very well and they could be used at Fermilab Test Beam Facility or in the CERN H2 beam area for the detection of minimum ionizing and showering particles.

Dans le Modèle Standard, la différence de phase apparaissant dans la désintégration B0s --> J/psi phi est prèdite avec une grande précision. Cette observable est une sonde pour mettre en évidence de la Nouvelle Physique car l’oscillation B0s -B0sbar s’effectue via un diagramme en boucles sensible à la nouvelles particules. Nous avons développé une sélection simplifiée pour les données de 2010. Elle évite tous biais sur la distribution en temps propre afin de réduire l’incertitude systématique. De plus, nous contrôlons les performances d’étiquetage pour les événements B0s --> J/psi phi en utilisant les canaux similaires B0d--> J/psi K*0 et B+ --> J/psi K+. Avec les données de 2010, nous obtenons 570 événements de signal avec une luminosité intégré de 36 pb&#8722;1, une puissance de d’étiquetage de (2, 2 ± 0, 4)% et une résolution temporelle de 50 fs. Nous avons étudié une sélection alternative, qui maximise la sensibilité à la phase phis en utilisant des coupures biasant le temp propre. Nous avons proposé une méthode pour corriger la déformation de temps propre à partir des données. Nous avons développé un programme d’ajustement pour déterminer la phase phis. Avec les données 2010, la valeur touvée est phis = [&#8722;2, 7,&#8722;0, 5] rad à 68% de confiance. Ce résultat est compatible avec la prédiction du Modèle Standard. / In the PsB $to$ PJpsi $phi$ channel, the phase difference phis between decays with and without oscillation is predicted to be significantly small in the SM. Furthermore, the PsB-PasB mixing phenomena takes place via a loop diagram. These two reasons makes the phis parameter an excellent probe for New Physics processes. We developed a simplified selection for the 2010 data. It avoids any bias on the proper time distribution in order to reduce systematic uncertainty. In addition, we control the tagging performance for PsB $to$ PJpsi $phi$ events using the similar $PBdtoPJpsiPKstar^0$ and $PButoPJpsiPKplus$ channels. With the 2010 data, we obtain $570$ signal events in $36invpb$ of integrated luminosity, a tagging power of $(2.2pm 0.4)%$ and a proper time resolution of $50fs$. We investigated an alternative selection which is designed to maximize the phis sensitivity using a proper time biasing cuts. We proposed a data-driven method to correct the proper time acceptance. We designed a fitting program to determine the phis phase. Using fast Monte Carlo simulation we validated the fitter program, determine the LHCb sensitivity to the phis phase and advise the use of interval estimate at low signal yield. We reviewed the first determination of the phis phase by the LHCb collaboration. It is found to be: $phis in [-2.7,-0.5] rad ~ {rm at~68%~CL}$. This result is compatible with the Standard Model prediction.

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.

La désintégration Bs->JpsiPhi peut se faire suivant deux processus principaux: l'arbre et les pingouins sous-dominants. Négligée jusqu'à maintenant, la contribution des diagrammes pingouins doit être contrôlée afin d'isoler les effets du Modèle Standard de l'éventuelle présence de Nouvelle Physique dans la mesure de la phase phis. Nous avons étudié le canal Bs->Jpsi K* dans lequel les diagrammes pingouins ne sont pas négligeables par rapport à l'arbre. Avec 3 ,invfb de données enregistrées par LHCb, nous avons mesuré le rapport démbranchement: $BR{Bs->Jpsi K*} = (4.17 pm 0.18 , text{(stat)} pm 0.26 , text{(syst)} pm 0.24 , (f_d/f_s)) 10^{-5}$, où $f_{d(s)}$ est la fraction de production du méson Bd(Bs). Nous avons effectué une analyse angulaire des produits de désintégrations jpsi et K* afin déxtraire les fractions de polarisations et, pour la première fois, l'asymétrie CP en fonction des différents états de polarisations de l'état final. Les asymétries CP directes mesurées sont nulles, comme prédit par le Modèle Standard. Nous avons mesuré: $f_0 =0.497^{+0.024}_{-0.025}(stat) pm 0.025 (syst)$ et $f_|=0.179^{+0.027}_{-0.026} (stat) pm 0.013 (syst)$. Nous avons déterminé les premières contraintes sur les diagrammes pingouins dans la phase phis en utilisant le canal Bs->Jpsi K*. En combinant avec le canal B0->Jpsi rho⁰, la déviation sur la phase phis due aux processus pingouins, est inférieure à 19,mrad pour les trois polarisations. L'effet des processus pingouins est donc suffisamment petit pour que la mesure de la phase phis ($sigma_{phis}=35$,mrad) demeure une des mesures phares de LHCb dans les années à venir, pour rechercher de la Nouvelle Physique. / Within the Standard Model, the decay Bs->Jpsi Phi can occur via two main processes: the predominant tree and the sub-leading penguin. Penguin contributions have been so far ignored. Controlling them is crucial in order to disentangle Standard Model effects from possible New Physics in the measurement of phis. We studied the BsJKbar channel where penguin diagrams are not negligible compared to tree. Using 3 ,invfb of data collected by LHCb, we measured the branching ratio: $BR{Bs->Jpsi K*} = left(4.17 pm 0.18 , text{(stat)} pm 0.26 , text{(syst)} pm 0.24 , (f_d/f_s)right)times 10^{-5}$, where $f_{d(s)}$ is the production fraction of the Bd(Bs) meson. We performed an angular analysis of the decay products jpsi and Kstarzb to extract the polarisation fractions and the first estimate of the polarization-dependent direct CP asymmetry. Our results show no evidence for direct CP violation in Bs->Jpsi K*, as expected in the Standard Model. We measured: $f_0 =0.497^{+0.024}_{-0.025}text{(stat)}pm 0.025 text{(syst)}$ and $f_|=0.179^{+0.027}_{-0.026} text{(stat)}pm 0.013 text{(syst)}$. We determined the first constraints on penguin diagrams in phis phase using the BsJKbar channel. Combining with the B0->Jpsi rho⁰ decays, the shift on phis, due to penguin processes, is below 19,mrad for the three polarizations. The effect of penguin processes is therefore sufficiently small to keep the phis measurement ($sigma_{phis}=35$,mrad) among the top priorities of LHCb for the upcoming years, to search for New Physics.