Ce document résume et ordonne quelques dix années de recherche de son auteur dans le domaine des mesures de précision électrofaibles. Le lecteur y trouvera la description de mesures d'observables de quarks lourds produits au pôle du boson Z et étudiés par le détecteur ALEPH auprès du collisionneur électron-positron LEP jusqu'à des analyses phénoménologiques des données de physique des saveurs conduites au sein du groupe CKMfitter. Une large partie de ce document est consacrée aux travaux non encore publiés de conception, de tests, de production, d'installation et de mise en œuvre des dispositifs électroniques qui équipent le détecteur de pied de gerbes du calorimètre électromagnétique de l'expérience LHCb auprès du LHC.

Dans cette thèse la mesure du rapport des sections efficaces de production de bosons W et Z en association avec un jet au LHC est effectuée.Le rapport des sections efficaces est mesuré à l'aide des données issues de collisions proton-proton au LHC à une énergie dans le centre de masse de 7 TeV, recueillies par l'expérience ATLAS en 2010, correspondant à une luminosité intégrée d'environ 40 pb-1. L'analyse est effectuée à l’aide de bosons W et Z se désintégrant dans le canal muon.Il s'agit de la première mesure du rapport des taux de production de bosons W et Z associés à un jet réalisée à une si haute énergie dans le centre de masse, la mesure est la également la première effectuée au LHC. Cette mesure constitue un test très important des calculs théoriques perturbatifs et tire avantage des annulations partielles ou totales de diverses incertitudes expérimentales.La mesure sert aussi pour les recherches de nouveaux phénomènes de physique au LHC à contraindre les bruits de fonds ayant les mêmes signatures topologiques.La valeur du rapport de mesuré est présentée en fonction de différents seuils d’impulsion transverse de jet cumulatifs et est trouvé, a l’intérieur de la précision statistique, en bon accord avec prédictions pertubatives de QCD aux LO et NLO. / In this thesis an investigation of the ratio of the production cross section of W and Z bosons in association with one jet at LHC is performed.The cross-section ratio is measured with LHC proton-proton collision data at a center-of-mass energy of 7 TeV, collected by the ATLAS experiment in 2010, corresponding to an integrated luminosity of approximately 40 pb-1. The analysis is performed selecting W and Z bosons decaying in the muon channel.It is the first time the ratio of W and Z bosons production associated with one jet is measured at such a high center-of-mass energy, the measurement is the first one at the LHC. This measurement constitutes a very important test of perturbative theoretical calculations based on the advantage of the partial and full cancellations of various uncertainties.It also serves as constraining backgrounds with similar topological signatures in the search for new physics phenomena at the LHC. The measured ratio value is presented as a function of cumulative jet transverse momentum thresholds and found, within statistical precision, to agree well with perturbative LO and NLO QCD predictions.

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.

La recherche du boson de Higgs ainsi que celle de nouvelle physique auprès du LHC requiert une excellente compréhension des processus du Modèle Standard du fait de leurs signatures expérimentales similaires. La capacité de mesurer le plus précisément possible l'énergie des objets reconstruits dans les détecteurs est par ailleurs primordiale à la fois pour effectuer des mesures de précision et pour accroître la sensibilité des analyses à des signaux de physique au-delà du Modèle Standard. Les travaux présentés dans cette thèse s'attachent à ces deux points par l'étude d'événements contenant un ou plusieurs jets associés à un boson Z avec le détecteur ATLAS. D'une part, ces événements sont utilisés pour améliorer la calibration en énergie des jets de faible impulsion transverse, d'une importance capitale pour les analyses utilisant le dénombrement de jets ou leur veto. D'autre part la section efficace différentielle de production de ces événements est mesurée en fonction de nombreuses observables et comparée à diverses prédictions théoriques. Ces mesures pourront être utilisées pour améliorer les prédictions qui servent de modèles de bruit de fond dans des analyses sur le boson de Higgs et de recherche de physique au-delà du Modèle Standard.

This thesis presents measurements of the cross section for the production of a <i>W</i> boson in association with jets and the ratio of the cross sections for the production of a <i>W</i> boson and a <i>Z</i> boson in association with jets. Both measurements are performed in proton-proton collisions at &radic;s = 7 TeV with the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider using a dataset corresponding to an integrated luminosity of 4.6 fb^-1. The dataset allows for the exploration of a large kinematic range, including jet production up to a transverse momentum of 1 TeV and multiplicities up to seven jets. Results are presented as a function of jet transverse momenta and rapidities and as a function of event variables such as the scalar sum of the transverse momenta of the jets. Results as a function of dijet angular variables are also presented. The measurements are compared to several state-of-the-art QCD predictions including next-to-leading-order perturbative calculations, resummation calculations and Monte Carlo generators. Finally, the effect of the results on parton distribution functions is explored.

Après une description du LHC, de l'expérience Atlas et des systèmes calorimétriques à argon liquide, cette thèse montrera une étude qui vise à valider la simulation des gerbes électromagnétiques en utilisant des muons cosmiques. Nous discuterons ensuite de la reconstruction des pions neutres et de la cartographie de la matière dans le trajectographe interne en utilisant des photons convertis avec les premières données. Pour finir, nous présenterons les résultats obtenus concernant la recherche du boson de Higgs dans le canal H->ZZ->4l avec les données 2011 et une énergie &#8730;s=7TeV dans le centre de masse. / After a description of the LHC, the ATLAS experiment and the liquid argon calorimeter system, this thesis will show a study to validate the simulation of electromagnetic showers using cosmic muons. Then, we will discuss about neutral pion reconstruction and about the material mapping of the inner tracker using converted photons with the first data. Finally, we will present the results concerning the search for the Higgs boson in the H-> ZZ-> 4l channel with the 2011 data and a energy &#8730;s = 7TeV.

Mon travail concerne le test du modele standard par la determination précise des paramètres décrivant la resonance du Z: $M_Z$, $\Gamma_Z$, $\sigma_{had}^0$ et $R_{had}$, à partir des sections efficaces fermioniques mesurées par l'expérience Aleph sur les données accumulées de 1989 à 1994. La premiere partie rappelle la définition des observables utilisees dans la description des désintégrations $e^+e^-$. La deuxieme presente le collisionneur LEP et les méthodes employees pour la determination de l'energie des faisceaux, parametre constituant la source principale d'incertitude dans la connaissance de $M_Z$ et $\Gamma_Z$. La troisieme partie presente le cadre de l'experience Aleph et la mesure de luminosité qui y est effectuee. Puis sont décrits la sélection des désintégrations hadroniques du $Z$ et le travail effectue sur l'amélioration des incertitudes systématiques. Ce dernier conduit à une mesure de la section efficace au niveau de 1 pour mille. Les sections efficaces leptoniques mesurées à Aleph y sont également reportées. Les paramètres de la résonance du $Z$ sont alors dérivés. Un accord remarquable de ces résultats avec les valeurs prédites par le modèle standard des interactions électrofaibles est obtenu. L'interprétation de ces mesures dans le cadre de ce modèle permet alors la détermination du nombre de familles de neutrinos légers et l'établissement de contraintes sur la masse du quark top manquant, en bon accord avec les mesures directes de Fermilab.

Les collisions proton-proton à une énergie dans le centre de masse de 7 TeV au LHC produiront des bosons Z en grande quantité dont la mesure de la section efficace de production constitue un test du Modèle Standard. Après avoir décrit le contexte théorique et procédé à une description du détecteur ATLAS et des outils de simulation et d'analyse, une partie de cette thèse est consacrée à l'exploitation des événements cosmiques enregistrés dans la phase de préparation aux collisions afin de valider la simulation des formes de gerbes électromagnétiques dans un contexte proche de celui des collisions. Une deuxième partie de la thèse s'attache à la description des éléments clefs intervenant dans la mesure de la section efficace. Des critères de sélection utilisant des variables d'isolation, alternatifs à la sélection standard, ont été étudiés et ont mené à l'observation des premiers candidats Z->e+e- dans ATLAS. Enfin, les principales sources d'erreurs systématiques intervenant dans la mesure de section efficace ont été étudiées. Il s'agit des incertitudes liées d'une part à l'efficacité de sélection des électrons et d'autre part à l'efficacité géométrique du détecteur.

La recherche du boson de Higgs ainsi que celle de nouvelle physique auprès du LHC requiert une excellente compréhension des processus du Modèle Standard du fait de leurs signatures expérimentales similaires. La capacité de mesurer le plus précisément possible l'énergie des objets reconstruits dans les détecteurs est par ailleurs primordiale à la fois pour effectuer des mesures de précision et pour accroître la sensibilité des analyses à des signaux de physique au-delà du Modèle Standard. Les travaux présentés dans cette thèse s'attachent à ces deux points par l'étude d'événements contenant un ou plusieurs jets associés à un boson Z avec le détecteur ATLAS. D'une part, ces événements sont utilisés pour améliorer la calibration en énergie des jets de faible impulsion transverse, d'une importance capitale pour les analyses utilisant le dénombrement de jets ou leur veto. D'autre part la section efficace différentielle de production de ces événements est mesurée en fonction de nombreuses observables et comparée à diverses prédictions théoriques. Ces mesures pourront être utilisées pour améliorer les prédictions qui servent de modèles de bruit de fond dans des analyses sur le boson de Higgs et de recherche de physique au-delà du Modèle Standard. / The Higgs boson search as well as searches for new physics at the LHC require a very good understanding of Standard Model processes due to their similar experimental signatures. In addition, the ability to precisely measure the energies of reconstructed objects within the detectors is crucial in order to perform precision measurements and to improve the sensitivity to physics signals beyond the Standard Model. The results presented in this thesis address these two points by studying events containing one or several jets associated to a Z boson with the ATLAS detector. These events are used to improve the jet energy calibration in the low transverse momentum regime, which is important for analyses making use of jet counting or jet veto. The differential cross section for the production of such events is also measured as a function of several observables and compared to various theoretical predictions. These measurements will serve to improve the predictions used to model background contamination in Higgs analyses and searches for new phenomena.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-18T13:07:50Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 727578 bytes, checksum: b15ffe582074573c53ae0805d8b1edcb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-18T13:07:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 727578 bytes, checksum: b15ffe582074573c53ae0805d8b1edcb (MD5) Previous issue date: 2013-03-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The fact that neutrinos are massive indicates that the Standard Model (MP) should be extended. In this thesis we study the gauge extension called B-L, which is based on the symmetry group SUci (3) SUL (2) Uy (1) UB_L(l). The additional factor UB_L(l) brings up a new boson, called Z ', then the addition of a new scalar is needed to break this new symmetry. We will show that this model provides a natural background for right-handed neutrinos and the see-saw mechanism of mass production. Moreover, we find some phenomenological aspects of this model, as the absence of anomalies and some decay widths of the new boson. Finally, a brief analysis is made of how this new boson can be produced in acleradores particle and its lower bounds of his mass. / 0 fato de os neutrinos serem massivos indica que o Modelo Padrao (MP) deve ser extendido. Nesta dissertagdo, é estudada a extensao de calibre denominada B-L, a qual é baseada no grupo de simetria SUc(3) SUL(2) Uy (1) UB_L(1). 0 fator adicional UB_L(l) faz corn que aparega urn novo bOson, denominado Z'. logo, a adigao de urn novo escalar se faz necessaria para quebrarmos essa nova simetria. Vamos mostrar que esse modelo fornece urn cenario natural para os neutrinos de mao direita, bem como o mecanismo see-saw de produgdo de massa para os mesmos. Alem disso, verificamos alguns aspectos fenomenolOgicos desse modelo, como a ausencia de anomalias e algumas larguras de decaimento desse novo bOson. Por fim, é feita uma breve analise de como esse novo bOson pode ser produzido nos aceleradores de particulas e seu limite inferior de massa.