Le document résume dix années d'activités dans le domaine de la physique des particules expérimentale, postérieures à ma soutenance de thèse en 1999. Après une courte introduction rappelant mon parcours et mon travail de thèse, le premier chapitre décrit une analyse effectuée après ma thèse dans l'expérience ALEPH au LEP, concernant la mesure des corrélations de Bose -Einstein dans les désintégrations de paires de bosons W, avec une méthode de mélange d'évènements. L'essentiel du manuscrit est toutefois dédié au travail effectué dans l'expérience ATLAS auprès du LHC entre les années 2000 et 2010. Quatre volets principaux sont abordés: la description d'une analyse prospective sur de possibles recherches de désintégrations supersymétriques du quark top violant la R-parité; la mise au point d'un banc de test pour l'électronique frontale du calorimètre hadronique à tuiles scintillantes et l'installation de cette électronique au sein d'ATLAS; la construction du détecteur à rayonnement de transition et l'installation de l'électronique frontale des bouchons; et enfin les activités de software concernant la reconstruction des photons convertis. Le dernier chapitre avant la conclusion résume mes activités d'enseignement, d'encadrement et de communication scientifique.

The Standard Model is a mathematical description of the very nature of elementary particles and their interactions, now seen as relativistic quantum fields. A key feature of the theory is the Brout-Englert-Higgs mechanism, responsible for the spontaneous symmetry breaking of the underlying gauge symmetry, and which implies the existence of a neutral Higgs particle. Searches for the Higgs boson were conducted at the Large Electron Positron collider until 2000 and are still ongoing at the Tevatron collider, but the particle has not been not observed. In order to better constrain models with an exotic electroweak symmetry breaking sector, a search for a Higgs boson decaying into a W pair is carried out with the ALEPH detector on 453 pb-1 of data collected at center-of-mass energies up to 209 GeV. The analysis is optimized for the many topologies resulting from the six-fermion final state. A lower limit at 105.8 GeV/c² on the Higgs boson mass in a fermiophobic Higgs boson scenario is obtained. The ultimate machine for the Higgs boson discovery is the Large Hadron Collider, which is being built at CERN. In order to evaluate the physics potential of the CMS detector, the WH associated production of a Higgs boson decaying into a W pair is studied. Performances of data acquisition and its sophisticated trigger system, particle identification and event reconstruction are investigated by performing a detailed analysis on simulated data. Three-lepton final states are shown to provide interesting possibilities. For an integrated luminosity of 100 fb-1, a potential signal significance of more than 5ó is obtained in the mass interval between 155 and 178 GeV/c². The corresponding precision on the Higgs boson mass and partial decay width into W pairs are evaluated. This channel also provides one of the very few possible avenues towards the discovery of a fermiophobic Higgs boson below 180 GeV/c². These studies required many original technical developments, that are also presented.

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After emergency department (ED) discharge, Spanish-speaking patients with limited English proficiency are less likely than English-proficient patients to be adherent to medical recommendations and are more likely to be dissatisfied with their visit.

La recherche des bosons de Higgs est une des priorites du programme LEP200 developpe au CERN. En effet, le mecanisme de Higgs, qui predit l'existence de bosons scalaires de masse inconnue, permet de donner des masses aux particules elementaires du modele standard et de ses extensions supersymetriques. Nous avons effectue une recherche des bosons de Higgs neutres dans les deux canaux de production $\mathrm(e^+e^-\rightarrow\PZz^*\rightarrow \Phz\PZz)$\, et $\mathrm(e^+e^-\rightarrow\PZz^*\rightarrow \Phz\PAz)$\, prevus dans les modeles supersymetriques en se limitant aux seuls etats finals a quatre jets qui representent, respectivement 65% et 84% des modes possibles. Un effort particulier a ete porte sur la reconstruction de la masse du boson de Higgs standard (canal hZ) et sur l'amelioration des procedures de selection des evenements. Les etudes faites sur les donnees enregistrees par DELPHI de 1995 a 1997 (ecm=161, 172 et 183 GeV) ont permis d'exclure a 95% de niveau de confiance un boson de Higgs standard plus leger que: \mathrm(m_\Phz \ge 84.4~ GeV)/c^2~~~~~ \mathrm(\grave(a) ~95\%~ C.L. ~~(limite~ observ\acute(e)e))\nonumber\\ \mathrm(m_\Phz \ge 86.4~ GeV)/c^2~~~~~ \mathrm(\grave(a) ~95\%~ C.L. ~~(limite~ attendue))\nonumber en incluant l'ensemble des modes de desintegration du Z. Une analyse originale, developpee dans cette these, a permis d'obtenir une limite attendue egale a 86.5 GeV/c2, en utilisant uniquement l'etat final a 4 jets ce qui constitue un gain de ~ 3 GeV/c2, par rapport a la limite evaluee jusqu'ici dans DELPHI. L'interpretation dans le cadre du modele supersymetrique minimal (MSSM) des resulats obtenus dans les canaux hZ, et hA, a permis d'établir les limites suivantes sur les deux bosons de Higgs neutres h, et A: \mathrm(m_\Phz \ge 74.4~ GeV)/c^2~~~~~ \mathrm(\grave(a) ~95\%~ C.L. ~~~~\forall~ tan\beta) \nonumber\\ \mathrm(m_\PAz \ge 75.2~ GeV)/c^2~~~~~ \mathrm(\grave(a) ~95\%~ C.L. ~~~~\forall~ tan\beta) \nonumber

Depuis 1994, j'ai travaillé dans les expériences OPAL et ALEPH au LEP puis dans l'expérience ATLAS au LHC. <br />Dans OPAL, j'ai travaillé sur la physique des mésons D*. J'ai contribué à la mesure de (Z0 c cbar)/ (Z0 hadrons), de l'énergie moyenne des D* xc D* et de la multiplicité moyenne du processus de division gluonique g c cbar, ng c cbar , dans les désintégrations hadroniques du Z0. Par la suite, j'ai travaillé sur la mesure de l'alignement du spin des mésons D*, puis avec George Lafferty, nous avons écrit un article sur les mesures d'alignement de spin des mésons vecteurs dans OPAL. Enfin, j'ai participé à la construction du détecteur Tile Endcap d'OPAL. Dans ALEPH, j'ai travaillé sur la mesure de la masse du W à LEP2. J'ai implémenté le canal e+e- WW q qbar dans l'analyse. J'ai dirigé le groupe Mesure de la masse du W semileptonique au sein d'ALEPH. Nous avons élaboré des méthodes d'ajustements pour déterminer la masse invariante, puis une méthode de repondération de données simulées pour extraire la masse du W à partir de la distribution de la masse invariante. Dans ATLAS, avec Georges Azuelos, nous avons publié un article sur la recherche du radion dans le modèle des dimensions supplémentaires de Randall et Sundrum. Ensuite, avec le thésard que je co-dirigeais, Christophe Le Maner, son directeur Luc Poggioli, et Elzbieta Richter-Was, nous avons publié un article sur la recherche du boson de Higgs produit par fusion bosonique faible avec le Higgs se désintégrant selon H WW l q qbar. Enfin, j'ai participé à l'analyse des données des divers tests en faisceau du SPS dont le but était d'étudier 4 des modules du calorimètre électromagnétique tonneau. J'ai contribué à l'élaboration d'un programme de monitorage, à l'optimisation du code et à la production des coefficients de filtrage optimal et j'ai effectué une étude de la diaphonie dans le détecteur avec son implémentation dans la détermination de ces derniers coefficients. J'ai aussi participé à la construction et au câblage d'un certain nombre de modules du calorimètre électromagnétique argon liquide. J'ai co-dirigé deux théses (C.LeManer: soutenue, F.Tarrade: en cours), et dirigé des étudiants en thèse (B.Raven, E.Thomson) et des étudiants d'été (M.Doucet, I.Trigger). J'ai enseigné au CEGEP au Québec, pendant ma thèse à l'Université de Montréal, puis au CNAM en France. J'ai participé à l'organisation d'un certain nombre de manifestations en physique des particules i.e. PAF, les Houches, Spin Workshop, semaine OPAL. J'ai été invitée à donner des séminaires dans des conférences internationales et nationales i.e. CIPANP2000, Hommage à Trân Thanh Vân, Rencontres du Vietnam. Je participe à des échanges avec d'autres pays : la Pologne et le Maroc. Je m'intéresse à la vulgarisation des sciences et viens de donner une conférence à l'Université de Tous les Savoirs sur la physique aux accélérateurs

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.

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.