Title: Analysis of J/Psi + photon production in proton-proton collisions on ATLAS at LHC Author: Bc. Zuzana Vidláková Department: Institute of particle and nuclear physics Supervisor: prom. fyz. Václav Vrba, CSc. (Academy of Sciences of the Czech Republic) Abstract: The subject of this thesis is physics connected to quarkonia and their studies at the ATLAS detector situated at LHC in CERN, Geneva. In this thesis, following topics are cov- ered: ATLAS detector, history of physics connected to quarkonia, production mechanisms of quarkonia, software used at CERN for data analysis and cross-section measurement of J/Psi + photon continuum. The analysis was done on behalf of the B-physics working group at ATLAS. Keywords: CERN, LHC, ATLAS, B-fyzika, quarkonia

Esta tese teve como objetivo identificar a norma semântico-lexical de cinco municípios da Região Norte do Alto Tietê- ReNAT, no estado de São Paulo,e pauta-se pelos estudos dialetológicos, geolinguísticos e sociogeolinguísticos. O local da pesquisa, a antiga Vila de Nossa Senhora da Conceição dos Guarulhos, é atualmente uma região composta por cinco municípios: Guarulhos, Arujá, Santa Isabel, Mairiporã e Nazaré Paulista. Está situada na Região Metropolitana de São Paulo, com exceção do quinto município, Nazaré Paulista, localizado na microrregião de Atibaia. A origem da região composta pelos cinco municípios, corpus do trabalho, remonta à época da fundação de São Paulo. Três municípios estão situados na região do Alto Tietê, ao norte do rio que leva o mesmo nome, por isso é denominada ReNAT. A vila era inicialmente povoada pelos índios Maromomis. A tese fundamentou-se nos trabalhos linguísticos voltados para a Dialetologia, a Geolinguística a Sociolinguística variacionista, a Sociolinguística interacional, a Semântica e a Lexicologia. Além do tratamento quantitativo dos dados, conforme a proposta de Muller, privilegiou a abordagem dos aspectos semânticos-lexicais a partir de Pottier e Rastier, e baseou-se na concepção de norma de Coseriu. Assim, de acordo com os procedimentos teórico-metodológicos atuais da Geolinguística e da Sociogeolinguística, aplicaram-se as 202 questões do questionário Semântico-Lexical (QSL) do projeto ALiB e, também, 31 questões do Questionário Semântico-Lexical do Projeto Estudo sociogeolinguístico do Município de São Paulo, elaborado pelo Grupo de Pesquisa em Dialetologia e Geolinguística (GPDG) da Universidade de São Paulo. As entrevistas foram desenvolvidas in loco, ou seja, nos seis pontos da pesquisa, localizados nos cinco municípios. As 233 questões, dos dois questionários, foram aplicadas a 24 sujeitos-entrevistados de ambos os gêneros masculino e feminino em duas faixas etárias, quais sejam: 18 a 30 anos e 50 a 65 anos. Os resultados estão apresentados em gráficos ou tabelas com informações de frequências absoluta e relativa. A esses dados, seguiu-se a análise interpretativa dos resultados de cada questão. As respostas dos sujeitos-entrevistados, bem como a localização destes estão registradas em 233 cartogramas linguísticos. Acredita-se que as palavras refletem a história dos sujeitos, confirmando que para a expressão linguística são exigidos fatores internos e estes estão associados a fatores externos à linguagem. Assim, a língua, conforme o espaço, variação diatópica, sofre variações. Toda a dinamicidade da língua é evidenciada sobretudo no léxico, nível linguístico que melhor expressa a mobilidade das estruturas sociais, o qual reflete a maneira como a sociedade vê e representa o mundo. Ao final da pesquisa, mostrou-se o quadro da diversidade linguística na região, constatando-se a variação semântico-lexical na ReNAT. Enfim, a tese registrou a realidade linguística dos cinco municípios que compõem a região pesquisada, com relação ao léxico utilizado pelos sujeitos-entrevistados. Sabe-se que a área pesquisada tem dimensões pequenas, mas, ainda assim, revela sua importância para os estudos sociogeolinguísticos, pois expressa a situação real de uso da linguagem do sujeito num espaço e momento determinado, e também denota as características sócio-histórico-culturais de uma comunidade linguística. / This thesis aims to identify the semantic and lexical norm of five counties of the North region of the High Tietê- ReNAT, in the state of São Paulo, and it is based on the dialectological, geolinguistic and sociogeolinguistic studies. The premise of the research, which is the ancient Vila de Nossa Senhora da Conceição dos Guarulhos, is currently composed of five counties: Guarulhos, Arujá, Santa Isabel, Mairiporã and Nazaré Paulista. It is located in the Great São Paulo area, except for Nazaré Paulista, that is situated in the micro region of Atibaia. The origin of the region composed of five counties, the corpus of this research goes back to the epoch of the foundation of São Paulo. Three counties are situated in the region of High Tietê, to the north of the river which takes the same name, that is why it is called ReNAT. This thesis has its fundamentals on the linguistic works featured by the dialectological and sociogeolinguistic studies focusing on the semantic and lexical aspect. The theory has been based on linguistic studies which have helped develop essays on Dialectology, Geolinguistic; Variational, Sociolinguistc; Interactional Sociolinguistic, Semantics and Lexicology. Besides the quantitative treatment of data, as of the studies of Muller, we have prioritized the approach of the lexical and semantic aspects, based on Pottier and Rastier, stemming from the conception of norm by the theory of Coseriu. Based on the recent methodological procedures of Geolinguistic and Sociogeolinguistic, 202 questions of the Semantic-Lexical (QSL) questionnaire of the ALIB project have been applied as well as the 31 questions of the questionnaire lexical-semantic of the Atlas of the São Paulo city (ALESP), created by the Grupo de Pesquisa em Dialetologia e Geolinguistica(GPDG) of the University of São Paulo. The interviews have been carried out in loco, that is, on the 6 places of research where the five counties belong to. The 233 questions of the 2 questionnaires were applied to 24 subjects of both genre- male and female- in two age brackets: from 18 to 30 and 50 to 65 years old. The results are presented in tables, graphs with information of absolute and relative frequency. To this data, followed the interpretative analysis of the results of each question. The answers of the interviewee- subjects are registered in 233 linguistic cartograms. It is believed that the words reflect the story of the individuals, confirming that to the linguistic expression are demanded the internal factors which are associated to the external factors of the language. Thus, language according to space, suffers variation and all this dynamism is evidenced on the lexicon- the linguistic level that better expresses the mobility of the social structures, which reflects the way the society sees and represents the world. A the end of this research, we have shown the picture of linguistic diversity of the aimed region by proving the variation of the ReNAT. At last, this research has registered the linguistic reality of the five counties that compose the region as to the lexicon used by the subjects interviewed. The studied area has small dimensions, but, even so, it reveals great importance to socio-geo-linguistic studies , for, they express the real usage of language in a certain space and time as well as the socio-historical and cultural features of a linguistic community.

Les cancers du foie sont la seconde cause de mort par cancer avec plus de 745,000 morts en 2012. Si l'on inclut les cas de cirrhose du foie, le nombre total de morts par an dans le monde atteint presque 2 million. Le meilleur traitement actuel pour ces patients est l'ablation chirurgicale de ces tumeurs. Pour les localiser et planifier l'opération, les chirurgiens se basent sur des images médicales pré-opératoires (obtenues par tomodensitométrie ou imagerie à résonance magnétique). Cependant, durant l'intervention, ces tumeurs, ainsi que le réseau vasculaire du foie, sont difficiles à localiser pour le chirurgien. Cela peut conduire à une résection incomplète des tumeurs où à la lésion accidentelle de vaisseaux sanguins. Le but de ce travail de thèse est de proposer aux chirurgiens une vue du foie et de ses structures interne en réalité augmentée durant l'opération pour les aider à réséquer les tumeurs de manière optimale en limitant les risques pour le patient. Pour cela, une méthode de recalage élastique des données pré-opératoires sur la vue intra-opératoire a été développée. Cette méthode, qui utilise un modèle biomécanique et certains repères anatomiques présents sur le foie, a été conçue pour limiter son impact sur la routine clinique et permet d'atteindre une erreur de recalage inférieure aux marges chirurgicales même en cas de déformation importante du foie entre son état pré-opératoire et intra-opératoire. Cet algorithme de recalage a été intégré à un logiciel, sofaOR, pour permettre les premiers essais cliniques. / Liver cancer is the 2nd most common cause of cancer death worldwide, with more than 745,000 deaths from liver cancer in 2012. When including deaths from liver cirrhosis, the toll reaches nearly 2 million people worldwide. Today, surgical tumors ablation remains the best treatment for liver cancer. To localize the hepatic tumors and to define the resection planes, clinicians rely on pre-operative medical images (obtained with computed tomography scanner or magnetic resonance imaging). However, the liver lesions and vascular system are difficult to localize during surgery. This may lead to incomplete tumor resection or haemorrhage. The purpose of this thesis work is to provide surgeons with an augmented view of the liver and its internal structures during surgery to help them to optimally resect the tumors while limiting the risk of vascular lesion. Therefore, an elastic registration method to align the pre-operative and intra-operative data has been developed. This method, which uses a biomechanical model and anatomical landmarks, was designed to limit its impact on the clinical workflow and reaches a registration accuracy below the resection margin even when the liver is strongly deformed between its pre-operative and intra-operative state. This registration algorithm has been integrated into a software, sofaOR, to conduct the first clinical tests.

The "Large Hadron Collider" (LHC) is currently the most powerful particle accelerator. It provides particle collisions at a center of mass energy in the Tera-electronvolt range, which had never been reached in a laboratory before. Thereby a new era in high energy particle physics has began. Now it is possible to test one of the most precise theories in physics, the Standard Model of particle physics, at these high energies. The purpose is particularly served by four large experiments installed at the LHC, namely "A Toroidal LHC ApparatuS" (ATLAS), the "Compact-Muon-Solenoid" (CMS), the "Large Hadron Collider beauty" (LHCb) and "A Large Ion Collider Experiment" (ALICE). Besides exploring the high energy behavior of the well-established portions of the Standard Model, one of the main objectives is to find the Higgs boson included in the model, but not discovered by any preceding effort. It is of tremendous importance since fermions and heavy electroweak gauge bosons acquire mass because of this boson. Although the success of the Standard Model in describing nature is already undisputed, there are some flaws due to observations inexplicable within this theory only. Therefore searches for physics beyond the Standard Model are promoted at the LHC experiments as well. In order to achieve the defined goals, crucial aspects are firstly precise measurements, to verify Standard Model predictions in detail, and secondly an evaluation of as much information as accessible by the detectors, to recognize new phenomena as soon as possible for subsequent optimizations. Both challenges are only possible with a superior understanding of the detectors. An inevitable contribution to attain this knowledge is a realistic simulation, partially requiring new implementation techniques to describe the very complex instrumentation. The research presented here is performed under the patronage of the ATLAS collaboration with a special focus on measurements done with muon spectrometer. Thus a first central issue is the performance of the spectrometer in terms of physics objects that are recognized by the device, the compatibility of data and the existing simulation as well as its improvement and finally the extension of the acceptance region. Once the excellent behavior and comprehension of the muon spectrometer is demonstrated, a second part addresses one physics use case of reconstructed muons. The electroweak force is part of the Standard Model and causes the interaction of heavy electroweak gauge bosons with fermions as well as their self-interaction. In proton-proton collisions such gauge bosons are produced. However, they decay immediately into a pair of fermions. In case of the Z boson, which is one of the gauge bosons, oppositely charged fermions of the same generation, including muons, emerge. The various decay modes are determined precisely at particle accelerators other than the LHC. However, the associated production of two Z bosons is measured less exactly at those facilities because of a very low cross section. The corresponding results acquired with the ATLAS experiment exceed all previous measurements in terms of statistics and accuracy. They are reported in this thesis as obtained from the observation of events with four charged leptons. The enhancement of the signal yield based on the extension of the muon spectrometer acceptance is especially emphasized as well as alternative methods to estimate background events. Furthermore, the impact on the probing of couplings of three Z bosons and intersection with the search for the Standard Model Higgs boson are pointed out. / Der "Large Hadron Collider" (LHC) ist der leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger unserer Tage. Der Ringbeschleuniger erzeugt Teilchenkollisionen bei einer nie zuvor in einem Labor erreichten Schwerpunktenergie im Bereich von Teraelektronenvolt. Damit hat eine neue Ära in der Hochenergie-Teilchenphysik begonnen, in der eine der präzisesten Theorien der Physik, das Standardmodell der Teilchenphysik, bei diesen hohen Energien überprüft werden kann. Diesem Zweck dienen insbesondere die vier großen Experimente, "A Toroidal LHC ApparatuS" (ATLAS), "Compact-Muon-Solenoid" (CMS), "Large Hadron Collider beauty" (LHCb) und "A Large Ion Collider Experiment" (ALICE), welche am LHC aufgebaut sind. Neben der Erkundung des Hochenergieverhaltens der etablierten Bestandteile des Standardmodells, ist es ein Hauptanliegen das in dem Modell enthaltene Higgs Boson zu finden, welches bei allen bisherigen Bemühungen nicht nachgewiesen werden konnte. Dem Boson kommt eine wichtige Rolle zu, denn es erlaubt eine Erklärung der Massen von Fermionen und von schweren, elektroschwachen Eichbosonen. Obgleich der Erfolg des Standardmodells in seiner Beschreibung der Natur unumstritten ist, gibt es Schwachpunkte aufgrund von Beobachtungen, die die Existenz bislang unentdeckter Teilchen und Wechselwirkungen andeuten. Aus diesem Grund werden zudem Suchen nach Physik jenseits des Standardmodells von den LHC Experimenten betrieben. Um die ausgewiesenen Ziele zu erreichen, sind wesentliche Aspekte zum einen Präzisionsmessungen, um die Vorhersagen des Standardmodells eingehend zu testen, und zum anderen eine Auswertung aller mit den Detektoren zugänglichen Informationen, um Phänomene neuer Physik früh zu erkennen und Analysen daraufhin zu optimieren. Beide Herausforderungen gehen einher mit einem ausgezeichneten Verständnis der Detektoren. Einen unumgänglichen Beitrag dieses Wissen zu erlangen leistet eine realitätsgetreue Simulation, die teilweise neuer Techniken der Implementierung bedarf, um die komplexen Messanlagen zu beschreiben. Die hier präsentierte Forschungsarbeit wurde im Rahmen der ATLAS Kollaboration durchgeführt, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf Messungen des Myon-Spektrometers liegt. Daher ist ein erstes zentrales Thema die Leistungsfähigkeit des Spektrometers hinsichtlich der von ihm identifizierten physikalischen Objekte, die Verträglichkeit aufgenommener Daten mit der existierenden Simulation sowie deren Verbesserung und schließlich die Erweiterung des Akzeptanzbereichs. Nachdem das exzellente Verhalten und Verständnis des Myon-Spektrometers demonstriert ist, befasst sich ein zweiter Teil mit einem physikalischen Anwendungsbereich gefundener Myonen. Die elektroschwache Kraft ist Teil des Standardmodells und verursacht die Wechselwirkung der schweren, elektroschwachen Eichbosonen mit Fermionen sowie ihre Selbstwechselwirkung. In Proton-Proton Kollisionen werden solche Bosonen produziert, die jedoch sofort wieder in ein Fermionen-Paar zerfallen. Im Falle des Z Bosons, welches solch ein Eichboson ist, entstehen entgegengesetzt geladene oder neutrale Fermionen der selben Generation, darunter auch Myonen. Die verschiedenen Zerfallsmodi sind bereits an anderen Beschleunigern als dem LHC bestimmt worden. Die gleichzeitige Produktion zweier Z Bosonen wurde jedoch aufgrund des sehr kleinen Wirkungsquerschnittes weniger exakt an diesen Einrichtungen gemessen. Die entsprechenden, mit dem ATLAS Experiment gewonnenen Resultate, übersteigen alle vorherigen Messungen hinsichtlich ihrer Statistik und Genauigkeit. Wie sie aus beobachteten Ereignissen mit vier geladenen Leptonen gewonnen werden, ist in dieser Arbeit ausgeführt. Besonders betont wird die gesteigerte Signalaufnahme durch die Erweiterung des Akzeptanzbereichs des Myon-Spektrometers sowie alternative Methoden zur Abschätzung von Untergrundereignissen. Außerdem werden Auswirkungen auf die Erforschung von Kopplungen dreier Z Bosonen sowie Überschneidungen mit der Suche nach dem Higgs Boson des Standardmodells erläutert.

The results of two analyses searching for supersymmetry (SUSY) in data of the ATLAS experiment are presented in this thesis. The data were recorded in proton-proton collisions at the Large Hadron Collider in 2012 at a centre of mass energy of \(\sqrt{s}\)=8 TeV and correspond to an integrated luminosity of 20.3 fb\(^{−1}\). The first search is performed in signatures containing an opposite-sign electron or muon pair, which is compatible with originating from a Z boson decay, in addition to jets and large missing transverse momentum. The analysis targets the production of squarks and gluinos in R-parity conserving (RPC) models with SUSY breaking via General Gauge Mediation (GGM). The main Standard Model (SM) backgrounds are \(t\overline t\), WW, W+t and Z to \(\tau \tau\) processes which are entirely estimated from data using different-flavour events. Besides that, the SM production of Z bosons in association with jets and large fake missing momentum from mismeasurements plays a role and is predicted with the data-driven jet smearing method. Backgrounds from events with fake leptons are estimated with the data-driven matrix method. WZ/ZZ production as well as smaller background contributions are determined from Monte-Carlo simulations. The search observes an excess of data over the SM prediction with a local significance of 3.0 \(\sigma\) in the electron channel, 1.7 \(\sigma\) in the muon channel and 3.0 \(\sigma\) when the two channels are added together. The results are used to constrain the parameters of the GGM model. The second analysis uses the already published results of an ATLAS search for SUSY in events with one isolated electron or muon, jets and missing transverse momentum to reinterpret them in the context of squark and gluino production in SUSY models with R-parity violating (RPV) \(LQ\overline D\)-operators. In contrast to RPC models, the lightest SUSY particle (LSP) is not stable but decays into SM particles. "Standard" analyses often do not consider SUSY models with RPV although they are in principle sensitive to them. The exclusion limits on the squark and gluino mass obtained from the reinterpretation extend up to 1200 GeV. These are the first results by any ATLAS SUSY search which systematically cover a wide range of RPV couplings in the case of prompt LSP decays. However, the analysis is not sensitive to the full parameter space of the \(LQ\overline D\)-model and reveals gaps in the ATLAS SUSY program which have to be closed by dedicated search strategies in the future. / In dieser Arbeit werden die Ergebnisse von zwei Suchen nach Supersymmetrie (SUSY) in Daten des ATLAS-Experiments präsentiert. Die Messdaten wurden im Jahr 2012 in Proton-Proton-Kollisionen am Large Hadron Collider bei einer Schwerpunktsenergie von \(\sqrt{s}\) = 8 TeV gewonnen und entsprechen einer integrierten Luminosität von 20,3 fb\(^{−1}\). Die erste Suche verwendet Signaturen mit Jets, großem fehlenden Transversalimpuls sowie einem Elektron- oder Myonpaar mit entgegengesetzter Ladung, dessen Eigenschaften mit einem Leptonpaar aus dem Zerfall eines Z-Bosons vereinbar sind. Die Analyse zielt auf die Untersuchung von Squark- und Gluinoproduktion im Rahmen R-paritätserhaltender (RPC) Modelle mit SUSY-Brechung durch General Gauge Mediation (GGM) ab. Die Hauptuntergründe des Standardmodells (SM) sind \(t\overline t\), WW, W+t und Z nach \(\tau \tau\) Prozesse. Diese werden komplett aus den Daten selbst unter Verwendung von Ereignissen mit Leptonpaaren unterschiedlichen Flavours abgeschätzt. Daneben spielt der Untergrund aus der SM-Produktion von Z-Bosonen in Verbindung mit Jets und großem fehlenden Impuls, der durch Fehlmessungen fälschlicherweise rekonstruiert wird, ein Rolle. Dieser wird mit der datengestützten Jet-Smearing-Methode abgeschätzt. Der Hintergrundbeitrag von Ereignissen mit fehlidentifizierten Leptonen wird mit der datengestützten Matrix-Methode bestimmt, während die Produktion von WZ/ZZ-Paaren sowie kleinere Untergrundprozesse mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen abgeschätzt werden. Die Suche beobachtet einen Überschuss an Daten über der SM-Vorhersage mit einer lokalen Signifikanz von 3,0 \(\sigma\) im Elektronkanal, 1,7 \(\sigma\) im Myonkanal und 3,0 \(\sigma\), wenn beide Kanäle zusammengezählt werden. Mit den Ergebnissen lassen sich die Parameter des GGM-Modells einschränken. Die zweite Analyse interpretiert die bereits veröffentlichten Ergebnisse einer ATLAS SUSY-Suche in Ereignissen mit einem isolierten Elektron oder Myon, Jets und fehlendem Transversalimpuls im Rahmen von Squark- und Gluinoproduktion in SUSY-Modellen, in denen die R-Parität durch \(LQ\overline D\)-Operatoren verletzt wird. Im Gegensatz zu RPC-Modellen ist das leichteste SUSY-Teilchen (LSP) dort nicht stabil, sondern zerfällt in SM-Teilchen. R-paritätsverletzende (RPV) SUSY-Modelle werden von "Standardanalysen" oft vernachlässigt, obwohl diese prinzipiell sensitiv auf RPV SUSY sind. Die Ausschlussgrenzen auf die Squark- und Gluinomasse, die sich aus der Reinterpretation ergeben, reichen bis zu 1200 GeV. Dies sind die ersten derartigen Ergebnisse einer ATLAS SUSY-Suche, die einen großen Bereich möglicher RPV-Kopplungen für den Fall prompter LSP-Zerfälle auf systematische Art und Weise abdecken. Allerdings ist die Analyse nicht im gesamten Parameterraum des \(LQ\overline D\)-Modells sensitiv und deckt somit Lücken im ATLAS SUSY-Programm auf. Diese sollten in Zukunft durch speziell optimierte Suchstrategien geschlossen werden.

Supersymmetry is an attractive extension of the standard model of particle physics. It associates to every bosonic degree of freedom a fermionic one and vice versa. Supersymmetry unifies the coupling constants of the electromagnetic, weak and strong forces at a high scale and provides a candidate for the elusive dark matter. Supersymmetry could be discovered at the LHC, the proton--proton collider at CERN which has started operations in 2008. The LHC is foreseen to have a center--of--mass energy of 14~TeV, opening up a new mass range to be explored to search for supersymmetric particles with the ATLAS and CMS experiments. The development and production of electronics for these detectors has been a challenge, e.g. for the readout board for the electromagnetic calorimeter. Reconstructing the physics events with the best precision, in particular the reconstruction and identification of electrons and photons in the large QCD background has been prepared in extensive test beam studies and Monte Carlo simulations. If the Higgs boson and supersymmetry are discovered, the properties of the (s)particles such as the masses, branching ratios must be measured precisely, either at the LHC or at a future e+e- linear collider. The SFitter project aims to determine the underlying theoretical model parameters from the correlated experimental measurements including theoretical errors. The methods are applied to the extraction of the fundamental parameters of supersymmetry as well the measurement of the Higgs boson couplings at the LHC. The extrapolation of the supersymmetric parameters from the weak scale to the Grand Unification Scale could provide the basis towards the inclusion of gravity.

Cette thèse a comme but la préparation à la recherche du boson de Higgs dans le canal diphoton au LHC, avec le détecteur ATLAS. <br /><br />Les problématiques qui sont étudiées s'articulent autour de la reconstruction du vertex H en deux photons, avec l'aide du calorimètre électromagnétique et du détecteur interne, et de la résolution en masse invariante diphoton.<br /><br />Des simulations différentes du détecteur ATLAS et les effets de la quantité de matière et des désalignements ont été étudiés. Des problématiques de calcul de la signification statistique ont également été discutées et le potentiel de découverte pour une basse luminosité integrée a été évalué.<br /><br />Une partie de la thèse se place dans le cadre des données CSC qui utilisent la plus récente simulation du détecteur ainsi que des méthodes de reconstruction mises au point et qui servent à effectuer une mise à jour de l'analyse effectuée par ATLAS. Toutes les étapes du traîtement du signal et du bruit de fond ont été discutées. Finalement on s'attend à voir un signal de 3 sigma avec une luminosité integrée de 10 fb-1

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 %.

Le LHC est un collisionneur de protons, situé 100 mètres sous la frontière franco-suisse, conçu pour fonctionner à sqrt(s) = 14 TeV. Les premières collisions à sqrt(s) = 7 TeV ont eu lieu au début de l'année 2010, ouvrant la chasse aux nouvelles particules telles le boson de Higgs, les partenaires supersymétriques... Ces premières données ont permis aussi de faire des mesures de précisions afin de vérifier le fonctionnement du détecteur et de contraindre certains paramètre du Modèle Standard. C'est dans ce cadre que s'inscrit cette thèse. Le travail présenté dans ce manuscrit s'articule en deux parties distinctes dont le but est de contraindre d'éventuels biais et sources d'erreurs systématiques pour permettre une première mesure précise de la masse du boson W au LHC. D'un point de vue technique, une analyse consistant à étudier les variations de température de l'argon liquide, dans lequel sont immergés les calorimètres a été menée afin de comprendre leur origine et de limiter leur contribution à l'incertitude sur l'échelle d'énergie des électrons. D'autre part, le travail a été focalisé sur les effets de polarisation, en développant et proposant trois mesures originales : la quantification de leur influence sur la détermination directe de MW au LHC, les mesures de fractions d'hélicité dans les données 2010 et une mesure de l'asymétrie de charge permettant de découpler les effets de PDFs des effets de polarisation, appliquée aux données 2010.

Ce travail présente les mesures de section efficace de production de photons isoles dans les collisions proton-proton avec l'expérience ATLAS au LHC, a une énergie de 7 TeV dans le centre de masse. Les résultats sont d'abord obtenus pour une luminosité intégrée de 880 nb−1, puis dans un deuxième temps pour une luminosité de 36 pb−1. Les mesures faites avec 880 nb−1 et 36 pb−1 couvrent, respectivement, les intervalles en énergie transverse 15 ≤ E < 100 GeV et 45 ≤ E < 400 GeV. Les résultats sont compares aux prédictions de la chromodynamique quantique perturbative à l'ordre NLO. Les premières études pour la recherche du Higgs dans le canal de désintégration en deux photons sont également présentées pour 38 pb−1 de données collectées par l'expérience ATLAS en 2010 (et plus récemment pour 210 pb−1 accumules en 2011). Les limites d'exclusion observées sont citées en fonction d'une masse de Higgs se situant dans l'intervalle 110-140 GeV.