Neste trabalho estudamos um modelo relativístico para mésons pseudoescalares (1S0) e vetoriais (3S1) descritos através de graus de liberdade efetivos de quarks e antiquarks constituintes. No modelo, a interação entre os quarks é dada por uma força confinante harmônica dominante em grandes distâncias e pela troca de um glúon importante em curtas distâncias. Esta componente da interação contém a interação hiperfina , que é singular na origem. Estas interações foram incluídas em um operador de massa quadrado efetivo que descreve a dinâmica relativística do par de quarks. Para permitir resultados finitos, a singularidade da interação hiperfina foi regularizada de forma a manter fixa a massa do píon, dentro de um procedimento de renormalização do modelo efetivo confinante. Desta forma foi possível obter os espectros de massa dos mésons 1S0 e 3 S1 para quarks leves e pesados em razoável acordo com os dados experimentais, com exceção do caso do botônio. Através da diferença dos quadrados das massas dos mésons leves 1 S0 e 3S1 apontamos deficiências na interação hiperfina em modelos a quarks constituintes que ignoram o efeito da quebra espontânea da simetria quiral. Este efeito foi incluído na parametrização da interação hiperfina e obtivemos um acordo excelente da separação de massa dos mésons leves 1 S0 e 3S1 com os resultados experimentais.

This thesis presents the measurement of the production cross section of a W boson with a single charm quark in 7 TeV proton-proton collisions using the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The data analysed correspond to an integrated luminosity of 4.6 fb 1 and were collected during 2011. This is the first time that ATLAS data has been used for this particular measurement. This cross section is of particular interest as a probe of the strange quark density of the proton. Typically, the strange quark density is considered to be suppressed relative to that of the other light-quarks in the proton sea. However, some analyses suggest a more symmetric composition of light-quarks in the proton sea. The results of this study aim to improve the precision of the determination of the strange quark density. The analysis uses events where the W boson decays to a muon and a neutrino. In such events, the charm quark is identified by its semileptonic decay to a soft muon within a hadronic jet. The charge correlation between the W boson and the soft muon is exploited to reduce the backgrounds substantially. The analysis results are combined with those obtained using additional decay channels. The measured cross section provides further constraint for the determination of the strange quark density, advancing the knowledge of the fundamental structure of the proton. The results are compared with predictions of next-to-leading-order QCD calculations obtained using various parton distribution function parameterisations. Additionally, the ratio of the strange-to-down sea-quark distributions is determined to be 0.96+0.26 0.30 at Q2 = 1.9 GeV2. This supports the hypothesis of a symmetric composition of light-quarks in the proton sea. The cross section ratio (W+ + c)= (W + c) is also determined and compared with different predictions for the asymmetry of the strange and anti-strange quark distribution functions.

Numa colisão hadrônica em altas energias, a densidade de quarks e glúons dentro do hádron cresce rapidamente, o que leva também ao crescimento das seções de choque. Esse comportamento, previsto pela Cromodinâmica Quântica (QCD), foi revelado experimentalmente pela primeira vez através das medidas do espalhamento profundamente inelástico (DIS) elétron-próton, o processo mais simples que descreve as propriedades da QCD no regime de altas energias. No formalismo de dipolos, as seções de choque do DIS podem ser expressas em termos da amplitude de espalhamento dipolo-próton, cuja evolução com a energia é descrita pela QCD perturbativa por meio de equações de evolução não-lineares. A mais simples dessas equações é a equação de Balitsky-Kovchegov (BK), que consiste em uma aproximação de campo médio das equações de Balitsky-JIMWLK e cujas principais propriedades são extraídas no espaço de momentum. A partir dessas propriedades, desenvolvemos o modelo AGBS para a amplitude de espalhamento dipolo-próton no espaço de momentum. Esse modelo fenomenológico é utilizado para descrever medidas do espalhamento profundamente inelástico (DIS) da função de estrutura do próton F2. A descrição dos dados mais recentes do DIS é realizada através do procedimento de ajuste e inclui a contribuição de quarks pesados. Uma análise similar, usando o mesmo modelo e o mesmo conjunto de dados de F2, inclui o efeito das flutuações no número de glúons, cuja importância foi descoberta apenas recentemente. Devido à complexidade das equações da QCD para as amplitudes, alguns modelos simples de partículas têm sido desenvolvidos com o objetivo de compreender melhor a evolução e o espalhamento na QCD em altas energias. Na segunda parte da tese, desenvolvemos um desses modelos, um modelo estocástico (1+1)-dimensional, que reproduz a evolução e espalhamento na QCD em altas energias, no caso com parâmetro de impaco fixo. Uma das dimensões corresponde à rapidez, enquanto a outra corresponde ao logaritmo do inverso do tamanho transversal de um dipolo. O modelo exibe um mecanismo de saturação similar à saturação gluônica na QCD, assim como todas as características qualitativas esperadas na QCD, tanto em relação aos aspectos de campo médio como aos efeitos de flutuações com parâmetro de acoplamento fixo. O modelo se encontra na classe de universalidade do processo de reação-difusão, como também esperado para a QCD. As equações de evolução para as amplitudes geradas por este modelo aparecem como uma extensão natural das equações Balitsky-JIMWLK da QCD, nas quais o alvo e o projétil são tratados simetricamente. / In a high energy hadron collision the density of quarks and gluons inside the hadron grows fast , which leads to the growth of the cross sections. This behaviour, predicted by Quantum Chromodynamics (QCD), was experimentally revealed for the first time through the measurements of electron-proton deep inelastic scattering (DIS), the simplest process which describes the properties of QCD in the high energy regime. Within the dipole picture, the DIS cross sections can be expressed in terms of the dipoleproton scattering amplitude, whose evolution with energy is described by perturbative QCD through nonlinear evolution equations. The simplest of them is the Balitsky-Kovchegov (BK) equation, which consists in a mean field approximation of the Balitsky-JIMWLK equations and whose main properties are extracted in momentum space. From these properties, we develop the AGBS model for the dipole-proton scattering amplitude in momentum space. This phenomenological model is used to describe measurements of deep inelastic scattering (DIS) of the F2 proton structure function. The description of the most recent DIS data is done by the fitting procedure and includes heavy quark contribution. A similar analysis, using the same model and the same data set, includes the effect of the gluon number fluctuations, whose importance has been only recently discovered. Because of the complexity of the QCD equations for the amplitudes, some simple particle models have been developed aiming to better understand the evolution and scattering in QCD at high energies. In the second part of the thesis, we develop one of these models, a (1+1)-dimensional stochastic model, which reproduces the QCD evolution and scattering at high energies at fixed impact parameter. One of the dimensions corresponds to rapidity, while the another corresponds to the logarithm of the inverse of the size of a dipole. The model exhibits a saturation mechanism similar to the gluon saturation in QCD, as well as all the qualitative features expected in QCD, concerning both mean field aspects and the effects of fluctuations at fixed coupling. The model appears to be in the universality class of the reaction-diffusion process, as also expected for QCD. The evolution equations for the amplitudes generated by the model appear a natural extension of the QCD Balitsky- JIMWLK equations, in which the target and the projectile are symmetrically treated.

Ce document présente deux études portant sur l'étalonnage du calorimètre à tuiles scintillantes (TILECAL) du détecteur ATLAS. Ce détecteur sera implanté sur le futur collisionneur LHC au CERN. Les premières prises de données sont prévues pour 2007. L'étude du système LASER a porté sur les performances du prototype,lors des tests en faisceaux des modules du TILECAL. Cette étude met en évidence une stabilité du prototype conforme aux cahiers des charges. Les résultats obtenus sur les modules montrent la possibilité d'en vérifier la stabilité avec une résolution de l'ordre de 0,35 %.<br> D'autres tests ont mis en évidence la possibilité de mesurer le nombre de photoélectrons par unité de charge. La possibilité de vérifier la linéarité, et de la corriger pour des charges élevées, a été mise en évidence. Les résolutions sur la mesure de la linéarité, trouvées dans ces deux études, sont meilleures que 0,5 %. La seconde étude porte sur l'observation de muons pendant les périodes de faisceaux tests. Les résultats ont permis de déterminer une constante d'étalonnage. Cependant, certains problèmes dus à la différence de tailles des cellules n'ont pas été totalement résolus. La résolution obtenue sur la constante d'étalonnage, par cette méthode, est de 2,3 %.

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Thèse de doctorat : Physique des particules : Strasbourg : 2009. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 7 p.

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Quarks and leptons are assumed to be fundamental particles in the Standard Model of particle physics. The Large Hadron Collider provided 7 TeV proton-proton collisions in 2010. These collisions permit the search for quark substructure at a smaller length scale than was previously possible. This thesis is an investigation of the angular distribution of high dijet mass events in 36 pb^{−1} of data recorded by the ATLAS detector. Further contributions to technical aspects of the analysis are described in the appendices. This analysis excludes quark substructure at Λ < 5.3 TeV, corresponding to 3.7 × 10^{−5} fm, at 95% confidence level. / Graduate / 0798 / frank@uvic.ca

Thesis (Ph. D.)--University of Hawaii at Manoa, 1995. / Includes bibliographical references. / Microfiche. / xii, 148 leaves, bound ill. 29 cm