V dnešním světě je neustále se zvyšující poptávka po spolehlivých automatizovaných mechanismech pro detekci a lokalizaci osob pro různé účely -- od analýzy pohybu návštěvníků v muzeích přes ovládání chytrých domovů až po hlídání nebezpečných oblastí, jimiž jsou například nástupiště vlakových stanic. Představujeme metodu detekce a lokalizace osob s pomocí nízkonákladových termálních kamer FLIR Lepton 3.5 a malých počítačů Raspberry Pi 3B+. Tento projekt, navazující na předchozí bakalářský projekt "Detekce lidí v místnosti za použití nízkonákladové termální kamery", nově podporuje modelování komplexních scén s polygonálními okraji a více termálními kamerami. V této práci představujeme vylepšenou knihovnu řízení a snímání pro kameru Lepton 3.5, novou techniku detekce lidí používající nejmodernější YOLO (You Only Look Once) detektor objektů v reálném čase, založený na hlubokých neuronových sítích, dále novou automaticky konfigurovatelnou termální jednotku, chráněnou schránkou z 3D tiskárny pro bezpečnou manipulaci, a v neposlední řadě také podrobný návod instalace detekčního systému do nového prostředí a další podpůrné nástroje a vylepšení. Výsledky nového systému demonstrujeme příkladem analýzy pohybu osob v Národním muzeu v Praze.

Le mécanisme de génération de masses des neutrinos, la nature de la matière noire et l’origine de l’asymétrie baryonique de l’Univers sont les trois questions les plus pressantes dans la physique moderne des astroparticules, qui exigent l’introduction d’une nouvelle physique au-delà du Modèle Standard. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur ces trois questions en fournissant une solution possible en termes d'une extension minimale du Modèle Standard, constituée par l’ajout d'un ensemble de fermions stériles au contenu des champs de la théorie. Les fermions stériles sont des champs qui sont singlets de jauge et qui peuvent interagir avec les neutrinos actifs à travers des termes de mélange. Nous nous concentrons sur le mécanisme dit de l’Inverse Seesaw (ISS), qui est caractérisé par une faible échelle de la nouvelle physique (de l’ordre TeV ou inférieure) et qui peut être testé dans les installations expérimentales actuelles et futures.
Nous présentons l'analyse qui permet d’identifier les réalisations minimales de ce mécanisme et l'étude phénoménologique pour prendre en compte la masses des neutrinos légers et pour imposer toutes les contraintes expérimentales pertinentes au modèle, ainsi que les signatures expérimentales attendues. Nous montrons la viabilité de l’hypothèse que les neutrinos stériles constituent la matière noire, et les caractéristiques de cette solution dans le mécanisme minimale de l’ISS. La possibilité d’expliquer avec succès l'asymétrie baryonique à travers un processus de leptogenèse dans une réalisation testable du mécanisme est aussi adressée.
Il est important de chercher des manifestations des fermions stériles dans les expériences de laboratoire. Nous abordons ce point en faisant des prévisions sur les rapports des branchement attendus pour les désintégrations des bosons vectoriels qui violent le saveur leptonique, qui peuvent être véhiculés par les fermions stériles. Nous étudions aussi l'impact des fermions stériles sur les fits globaux des données de précision électrofaible. / The neutrino mass generation mechanism, the nature of dark matter and the origin of the baryon asymmetry of the Universe are three compelling questions that cannot be accounted for in the Standard Model of particle physics. In this thesis we focus on all these issues by providing a possible solution in terms of a minimal extension of the Standard Model, consisting in the addition of a set of sterile fermions to the field content of the theory. Sterile fermions are gauge singlet fields, that can interact via mixing with the active neutrinos. We focus on the Inverse Seesaw mechanism, which is characterised by a low (TeV or lower) new physics scale and that can be tested in current and future experimental facilities. We present the model building analysis that points towards the minimal realisations of the mechanism, and the phenomenological study in order to accommodate light neutrino masses and to impose all the relevant experimental constraints in the model, as well as the expected experimental signatures. We show the viability of the sterile neutrino hypothesis as dark matter component, together with the characteristic features of this scenario in the minimal Inverse Seesaw mechanism. The possibility of successfully accounting for the baryon asymmetry in a testable realisation of the leptogenesis mechanism is also addressed.On the other side it is important to look for manifestations of sterile fermions in laboratory experiments. We address this point by making predictions for the expected rates of rare lepton number violating decays of vector bosons, that can be mediated by sterile fermions, as well as by studying the impact of sterile fermions on global fit of electroweak precision data.

Die Auswirkungen von anomalen Kopplungen bei den Prozessen der W-Paar- und der ZZ-Erzeugung werden untersucht. Analytische Ausdruecke fuer die differentiellen Wirkungsquerschnitte werden fuer beide Prozesse abgeleitet und numerische Ergebnisse werden praesentiert. Die analytischen Ergebnisse zur W-Paarerzeugung wurden in das Fortranprogramm GENTLE eingebaut, waehrend die Ergebnisse zur ZZ-Erzeugung in einem separaten Program ZAC zur Verfuegung stehen. Die numerischen Resultate werden mit den Vorhersagen des Standardmodells verglichen. Bei der W-Paarerzeugung sind Strahlungskorrekturen durch den Strukturfunktionszugang im Rahmen der Anfangszustandsabstrahlung beruecksichtig worden. Die Auswirkungen eines anomalen magnetischen Momentes a_tau des tau-Leptons auf die Endzustandsabstrahlung im Prozess der tau-Paarproduktion bei LEP1 wurden untersucht. Dieser Prozess erlaubt die Bestimmung des experimentellen Limits fuer das anomale magnetische Moment a_tau. Als ein Ergebnis erhalten wir, dass Beitraege, die linear in a_tau sind und als klein angesehen wurden, bei den heutigen Limits nicht mehr vernachlaessigt werden koennen. / Predictions are made for the effects of anomalous couplings in the processes of W-pair and ZZ production. Analytical expressions for the differential cross-sections are derived in both cases and numerical results are presented. The analytical results for W-pair production were implemented into the Fortran program GENTLE, while the ZZ production results are available in the stand-alone program ZAC. The numerical results are compared with the Standard Model predictions. For W-pair production radiative corrections are considered by using the structure function approach for the description of initial state radiation. Effects of an anomalous magnetic moment a_tau of the tau-lepton to the final state radiation in the process of tau-pair production at LEP1 are examined. This process allows to determine experimental limits for the anomalous magnetic moment of the tau. As a result we find that contributions linear in a_tau, which were believed to be small, cannot be neglegted at the present limits.

In the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN, direct searches for the elusive Higgs boson will be conducted, as well as for physics beyond the Standard Model. The charged Higgs boson (H±) is interesting both as a part of the Higgs sector, and as a clear sign of new physics. This thesis focuses on H± searches, with H± production in top-antitop pair events, and in particular the  bW± bH±, H±→τhadν, W±→qq channel. Its potential was investigated  as  part of a larger study of the expected performance of the entire ATLAS experiment. Full simulation of the ATLAS detector and trigger was used, and all dominant systematics considered. It was shown to be the most promising H± discovery channel for mH±<mt. As hadronic τ decays are important for H± searches, their correct identification is critical. Possibilities of improving tau-jet identification in  pile-up and top-antitop pair events were investigated. Redundant or even performance-reducing variables in the default likelihood identification were identified, as were new variables showing discriminatory power. This allows for increased rejection of QCD jets in these environments, and higher robustness of the method. Before any physics studies, a commissioned and well-understood detector is required. The Lorentz angle of the ATLAS Semi-Conductor Tracker (SCT) barrel was measured using 2008 cosmic-ray data. It is an important observable for the performance of several detector aspects. Potential sources of systematics were investigated and evaluated. The Lorentz angle in the SCT barrel was measured as θL = 3.93 ± 0.03(stat) ± 0.10(syst) degrees, agreeing with the model prediction. The Compact Linear Collider (CLIC) is a proposed successor to the LHC. The potential for charged and heavy neutral Higgs bosons at CLIC was investigated, in terms of both discovery and precision measurement of parameters like tanβ or the Higgs masses, up to and beyond 1 TeV, which would be challenging at the LHC

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.

Cette thèse a pour sujet la mesure de la section efficace de production de paires de quarks top-antitop dans l'expérience CMS auprès du LHC. L'état final considéré est le canal semi-leptonique "tau+jets". Un boson W issu de la désintégration du quark top se désintègre en un tau hadronique et neutrino tandis que le second boson W se désintègre en une paire quark-antiquark. La conduite de cette analyse a nécessité le développement d'un nouveau mode de déclenchement des données (trigger) incluant la présence de quatre jets dont un identifié en tant que tau hadronique. La configuration de ce trigger ainsi que son efficacité ont été étudiés dans cette thèse. Un échantillon de données correspondant à 3.9 fb−1 a été enregistré avec ce trigger et analysé. Les leptons taus ont été reconstruits grâce à un algorithme identifiant leurs résonances intermédiaires tandis que les jets de quarks beaux issus de la désintégration des quarks tops ont été identifiés grâce à l'algorithme "probabilité par jet". Cet algorithme pour lequel j'ai mis en oeuvre une procédure de calibration depuis 2009 utilise le paramètre d'impact des traces de particules chargées pour calculer leur probabilité de venir du vertex primaire. Des études de performance de cet algorithme sont également présentées dans cette thèse. Afin de séparer le signal de l'important bruit de fond majoritairement constitué des processus multijets QCD et W+jets un réseau de neurones utilisant des variables dites d'environnement (aplanarité, HT, M(τ,jets), énergie transverse manquante...) a été développé. La section efficace a été extraite à l'aide d'un ajustement par méthode du maximum de vraisemblance de la sortie du réseau de neurones. Les incertitudes systématiques ont fait l'objet d'une étude détaillée. La valeur de la section efficace mesurée, σ(top-antitop) = 156 ± 12 (stat.) ± 33 (syst.) ± 3 (lumi) pb, est en accord avec la section efficace prédite par le modèle standard.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 939261 bytes, checksum: f8a1456cf29d5789dabc615e68c9a352 (MD5) Previous issue date: 2009-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The standard model does not predict mass for the neutrinos, and any evidence that neutrinos are massive particles is a signal of new physics. Recent experimental data on neutrino oscillations provide a convincing evidence that neutrinos are massive and very light particles, with mass in the scale of eVs. Thus, we must extend the standard model in order to incorporate mass terms for the neutrinos, and find a mechanism to explain the value of observed masses. It is almost a consensus that the See-Saw mechanism provides the most elegant explanation for the observed value of the masses of neutrinos. In this work we implement the See-Saw mechanism in the 3-3-1 model with right handed neutrinos. The implementation is made with the introduction of a scalar sextet and the spontaneous breaking of the lepton number. We identi fied the Majoron as a singlet by the group SU(2)LNU(1)y, which makes it safe under the current limits of the eletroweak data. The main result of this work is that the See-Saw mechanism works at the TeV scale, and as a result the mass of right handed neutrinos lies in the electroweak scale, providing a great opportunity to test their existence in the current detectors. Finally we present one of the most interesting properties of the model, the Flavour Changing Neutral Current (FCNC). We show the explicit form of this lagrangian and motivate the study of this phenomenon through Hadronic and leptonic interactions that enable their testability in the next generation of accelerators. / O modelo padrão não prediz massa para os neutrinos, e qualquer evidência que os neutrinos sejam partículas massivas é um sinal de nova física. Dados experimentais recentes sobre oscilações de neutrinos fornecem uma evidência convincente de que os neutrinos são partículas massivas e muito leves, com massa na escala dos eVs. Assim, devemos estender o modelo padrão de forma tal que sejam incorporados termos de massa para os neutrinos, e encontrar um mecanismo que explique o valor das massas observadas. É quase um consenso que o mecanismo See-Saw proporciona a mais elegante explicação para o valor observado das massas dos neutrinos. Neste trabalho implementamos o mecanismo See-Saw no modelo 3-3-1 com neutrinos de mão direita, 3 - 3 - 1RHV. A implementação é feita com a introdução de um sexteto escalar e a quebra espontânea do número leptônico. Identificamos o Majoron como um singleto pelo grupo SU(2)LNU(1)y, o que o torna seguro sob os atuais limites dos dados eletrofracos. O principal resultado deste trabalho é que o mecanismo See-Saw funciona na escala dos TeVs, e como resultado a massa dos neutrinos de m~ao direita encontra-se na escala eletrofraca, fornecendo uma grande oportunidade de testar a sua existência nos atuais detectores. Finalmente, apresentamos uma das propriedades mas interessantes do modelo, a troca de sabor na corrente neutra (FCNC). Mostramos a forma explícita desta lagrangiana e motivamos o estudo deste fenômeno por meio de interações hadrônicas e leptônicas que possibilitam sua testabilidade na próxima geração de aceleradores.

Les désintégrations rares B0(s)→ll sont générées par des courants neutres avec changement de la saveur. Pour cette raison, ainsi qu'à cause de la suppression d'hélicité, leurs taux de désintégration sont très petits dans le Modèle Standard (MS), mais la présence de particules virtuelles de Nouvelle Physique peut radicalement modifier cette prédiction. Une partie du travail original présenté dans cette thèse est dédié à l'optimisation de l'algorithme d'Analyse Multi Varié (MVA) pour la recherche de la désintégration B0(s)→μμ avec l'échantillon collecté par l'expérience LHCb. Cet échantillon a été combiné avec celui collecté par l'expérience CMS et pour la première fois la désintégration B0(s)→μμ a été observée. En vue d'améliorer la sensibilité au mode B0(s)→μμ de nouvelles études ont également été menées pour augmenter la performance des analyses multivariées. Une autre partie du travail original présenté dans cette thèse concerne la définition d'une chaine de sélection pour la recherche des désintégrations B0(s)→τ τ dans l'état final où les deux τ vont en trois π chargées et un τ est étudié. La présence des deux ν dans l'état final de la désintégration rend difficile une reconstruction des impulsions des deux τ. Cependant, la possibilité de mesurer les deux vertex de désintégration des τ ainsi que le vertex d'origine du candidat B, permet d'imposer des contraintes géométriques qui peuvent être utilisées dans la reconstruction des impulsions des deux τ. En particulier, un nouvel algorithme pour la reconstruction complété, événement par événement, de ces impulsions et de leurs variables associées est présenté et discuté. / The B0(s)→ll decays are generated by Flavor Changing Neutral Currents, hence they can proceed only through loop processes. For this reason, and because of an additional helicity suppression, their branching ratios are predicted to be very small in the Standard Model (SM). A part of the original work presented in this thesis has been devoted to the optimization of the Multi Variate Analysis classifier for the search of the B0(s)→μμ with the full dataset collected at LHCb. This dataset has also been combined with the one collected from CMS to obtain the first observation of B0(s)→μμ has been obtained. In view of the update of the analysis aiming to improve the sensitivity for the B0(s)→μμ mode, a new isolation variable, exploiting a topological vertexing algorithm, has been developed and additional studies for a further optimization of the MVA classifier performances have been done. The presence of two ν in the final state of the decay makes the reconstruction of the τ momenta of the two τ. Nevertheless the possibility of measuring the two decay vertexes of the τ, as well as the B candidate production vertex, allows to impose geometrical constraints that can be used in the reconstruction of the τ momenta. In particular, a new algorithm for the full reconstruction of each event of these momenta and of related variables has been presented and discussed.

This work is devoted to baryon and lepton number violation and flavour physics in theories beyond the Standard Model of particle interactions. First, the relations between the accidental and imposed symmetries are dis- cussed. For example, we argue that the Levi-Civita tensors in the color space may be understood as a unique spurion carrying the baryon number, and as such its absence in the Lagrangian of a specific model indicates baryon number conservation. Afterwards, the two minimal scenarios of quark-lepton unification are ana- lyzed in detail: the Minimal quark-lepton symmetry model and its extension by the inverse seesaw mechanism. We investigate if the observed anomalies in the B-meson decays could be to some extent accommodated within these models. Finally, possible low-energy effects of gauge leptoquarks are studied in the theory of quark-lepton unification and its simple extensions by vector-like leptons. Taking fully into account the freedom in the quark-lepton mixing, a catalogue of measurements currently forming the border of the excluded parameter space is found. We argue that, within the considered class of models, the gauge leptoquark can account for the discrepancies in the neutral-current B decays if and only if at least two extra generations of weak-isosinglet leptons exist. 1

Experiments on neutrino oscillations have confirmed that neutrinos have small, but non-zero masses, and that the interacting neutrino states do not have definite masses, but are mixtures of such states.The seesaw models make up a group of popular models describing the small neutrino masses and the corresponding mixing.In these models, new, heavy fields are introduced and the neutrino masses are suppressed by the ratio between the electroweak scale and the large masses of the new fields. Usually, the new fields introduced have masses far above the electroweak scale, outside the reach of any foreseeable experiments, making these versions of seesaw models essentially untestable. However, there are also so-called low-scale seesaw models, where the new particles have masses above the electroweak scale, but within the reach of future experiments, such as the LHC.In quantum field theories, quantum corrections generally introduce an energy-scale dependence on all their parameters, described by the renormalization group equations. In this thesis, the energy-scale dependence of the neutrino parameters in two low-scale seesaw models, the low-scale type I and inverse seesaw models, are considered. Also, the question of whether the neutrinos are Majorana particles, \ie , their own antiparticles, has not been decided experimentally. Future experiments on neutrinoless double beta decay could confirm the Majorana nature of neutrinos. However, there could also be additional contributions to the decay, which are not directly related to neutrino masses. We have investigated the possible future bounds on the strength of such additional contributions to neutrinoless double beta decay, depending on the outcome of ongoing and planned experiments related to neutrino masses. / QC 20110812