Même si le modèle standard de la physique des particules est en parfait accord avec les mesures expérimentales, il n'est certainement pas la théorie ultime décrivant les particules et leurs interactions. Des signaux de nouvelle physique, pouvant être dus à la production par paire de leptoquarks se désintégrant en un quark et un neutrino ou à la production par paire de stops se désintégrant en un quark charmé et un neutralino (supposé être la particule supersymétrique la plus légère), ont été recherchés dans la topologie à jets et énergie transverse manquante. Ces recherches ont été effectuées avec le détecteur D0 situé auprès du collisionneur hadronique TeVatron dont l'énergie dans le centre de masse est de 1.96 TeV.<br />Ce type de recherche nécessite une bonne compréhension de la mesure de l'énergie des jets. La détermination de l'échelle relative d'énergie des jets a permis de réduire les erreurs systématiques liées à la mesure de l'énergie des jets lorsque l'on compare les données et la simulation. De plus, une nouvelle méthode de correction des jets simulés a été développée pour tenir compte des différences d'échelle d'énergie, de résolution en énergie et d'efficacité de reconstruction des jets entre les données et la simulation. <br />L'analyse des données, effectuée avec une luminosité intégrée de 310 pb$^{-1}$, n'a pas permis de mettre en évidence un excès. Cette absence de signal est interprétée en terme de limite sur la masse des particules : les leptoquarks de masse inférieure à 136 GeV et les stops de masse inférieure à 131 GeV, pour une masse de neutralino égale à 46 GeV, sont exclus avec un niveau de confiance de 95%.

Dans la plupart des domaines de la physique nous rencontrons des solitons, solutions classiques et localises<br />d'nergie finie des quations du mouvement. Ces objets donnent naissance d'autres objets plus complexes<br />comme les particules, les ``domain walls'' (murs de sparation entre deux zones). La plupart des solitons<br />rsultent d'un dfaut topologique, l'tat de plus basse nergie dfini avec une multplicit plus grande<br />que 1 (potentiel dfini avec un ``chapeau mexicain''). Dans ces types de thories les solitons sont les<br />solutions reliant un ``vide'' un autre. L'autre type de solitons que nous tudierons ici, sont les<br />solitons non-topologiques. Leur existance et leur stabilit sont assures cette fois par la conservation<br />d'une charge,le nombre fermionique dans notre cas. Il existe un grand nombre de thories contenant ce type d'objet.<br />Il suffit entre autre qu'il existe une charge conserve Q, associe une symtrie interne non brise<br />[S. Coleman, Nucl. Phys. B262(1985) pp. 263-283.].<br /><br />Les solutions de ce type sont stables dans le sens qu'elles ne se dsintgrent pas en particules scalaires, leur<br />masse est plus petite que celle d'un ensemble de particules. L'ajout d'une interaction entre les Q balls et les fermions<br />a pour consquence de les rendre instables vis--vis de la dsintgration en fermions. Ce sont ces instabilits<br />que nous proposons d'tudier ici. Nous allons pour ce faire tudier les intractions d'un Q ball avec des<br />fermions de masse nulle en construisant une description quantique exacte d'un Q ball s'vaporant. Cette construction se base<br />sur une construction indite pour ce problme, supposant qu'aucun fermion ne se dplace vers le Q ball. Avec cette nouvelle<br />construction nous avons prouv que le Q ball s'vapore et nous avons mme calcul la valeur du taux d'vaporation.<br /><br />Nous avons ensuite tudi les interactions avec des fermions massifs. Pour ce faire nous avons utilis une mthode<br />consistant calculer les amplitudes de rflection et de transmission. Cette methode nous a permis en plus de trouver le taux<br />d'vaporation en fermions massifs et de rsoudre le problme de l'intraction entre un Q ball et un fermion extrieur.<br /><br />Comme rsultat principal nous pouvons dire que le taux d'vaporation dpend de la probabilit qu'un anti-fermion devienne<br />un fermion. Car comme nous l'avons dmontr le Q ball change l'nergie des particules qui interagissent avec lui d'un facteur<br />dpendant de son nergie interne. De ce fait les fermions produits par le Q ball ont leur nergie<br />contenue dans un intervalle fini. Ce rsultat a pour consquence le traitement diffrent des fermions et des anti fermions arrivant sur le Q ball.

L'expérience OPERA (Oscillation Project with Emulsion t-Racking Apparatus) se propose de vérifier les résultats de Super-Kamiokande, tout en détectant l'apparition de neutrino tau dans un faisceau originellement "pur" en neutrino muonique, révélée par la topologie caractéristique de la désintégration du tau. La cible d'OPERA est constituée de murs de briques qui sont une alternance de feuilles de plomb et d'émulsions. Les émulsions sont des trajectographes de grande précision (~1 micron) qui vont être utilisés en masse lors de l'expérience et leur analyse nécessite un système de scan automatisé dédié. Tout d'abord, cette thèse a consisté en la participation à la mise en place du premier laboratoire de scan en France. La précision obtenue est conforme aux exigences de l'expérience et la rapidité demandée sera atteinte dans quelques mois. Ensuite, la séparation des pions et des muons à basse énergie a étudiée. Les premiers résultats, montrant la possibilité d'une telle séparation, ont été exposés. Enfin, un programme de reconstruction de ces particules en fin de parcours a été développé et testé, tenant compte des performances de scan auparavant étudiées.

La première partie présente l'analyse et le résultat de l'expérience VCS-SSA à MAMI (Mayence). Celle-ci a été réalisée avec un faisceau d'énergie 883 MeV et de polarisation longitudinale (∼80%), à un quadri-moment de transfert (Q2 =0.35 GeV2) pour mesurer l'asymétrie de spin de faisceau dans les réactions ep → epγ et ep → epπ°. L'asymétrie obtenue en électroproduction de photon (resp. pion) varie entre 0-15 % (resp. 0-2 %). Les modèles DR (Relations de Dispersion) pour la diffusion Compton virtuelle et MAID (π°) prédisent l'amplitude globale de l'asymétrie mais pas complètement sa forme. Ce désaccord s'explique peut-être par une paramétrisation imparfaite de certains multipôles de production de pion (γ(*)N → πN). La deuxième partie est dédiée à l'étude du spectre d'énergie du nucléon dans les états fondamental L = 0 et excité L = 1 dans le modèle de quarks, en utilisant le potentiel Coulombien + linéaire (CL) et une correction relativiste. Une correction hyperfine est appliquée pour séparer entre les masses des nucléons. Les masses trouvées pour le proton et le Δ(1232) sont respectivement égales à (968 MeV, 1168 MeV), et les masses des états excités (L = 1) varient entre 1564 − 1607 MeV. Enfin, le modèle CL est appliqué à un calcul approché des polarisabilités généralisées du proton.

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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

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NIL

La violation de CP et le problème de la génération des masses, seront les deux<br />questions fondamentales posées à la recherche en Physique des Particules à l'aube du<br />troisième millénaire. L'expérience BaBar, installée auprès de l'usine à B, PEP-II du<br />SLAC, se propose d'étudier la violation de CP dans le système des mésons beaux.<br />Elle permettra de tester la cohérence du Modèle Standard avec la violation de CP<br />mesurée ou de mettre en évidence de nouvelles sources de violation de CP.<br /><br />Pour l'étude des canaux de violation de CP avec BaBar il est fondamental<br />d'identifier les particules produites au cours des désintégrations. La première partie<br />de mon travail de thèse porte sur l'étude que nous avons effectuée sur un projet de<br />compteur Cherenkov à seuil en aérogel dans le but d'identifier les particules chargées<br />et en particulier de séparer les pions des kaons entre 0.5 et 4.3 GeV/c. Cette étude<br />inclut : les recherches préliminaires sur les matériaux employés (réflecteurs, décaleurs<br />de longueur d'onde et aérogels), la géométrie des cellules et des guides de lumière et<br />la simulation des prototypes. Des tests en faisceau ont démontré la faisabilité de ce<br />détecteur.<br /><br />La deuxième partie de mon travail de thèse porte sur l'étude du potentiel<br />d'extraction des paramètres de violation de CP de l'expérience BaBar pour le canal<br />B0 -> J/Psi K0s où le J/Psi, se désintègre en mode leptonique. Sont étudiés : l'efficacité<br />de reconstruction, le niveau du bruit de fond, les performances d'étiquetage du B<br />ainsi que les résolutions sur la position des vertex de désintégration des B. A partir<br />de cela, l'étude de l'asymétrie, par une méthode probabiliste ou d'ajustement, nous<br />permet d'estimer la résolution sur le paramètre sin ,. du triangle d'unitarité. Une<br />incertitude de 0.085 sur sin 2b pourra être atteinte par l'expérience BaBar en 1 an<br />de prise de données, à une luminosité intégrée de 30 fbarn-1.

Ce travail de thèse présente une recherche expérimentale de particules supersymétriques, les<br />charginos et neutralinos, avec le détecteur L3 auprès du collisionneur e+e- LEP à une énergie<br />dans le centre de masse de s = 161, 172 et 183 GeV. Dans le cadre de la conservation de la<br />R-parité, les événements recherchés ont une énergie manquante significative emportée par la<br />plus legère des particules supersymétriques (LSP), ce qui permet de les distinguer des<br />événements standards. Pour cela, un ensemble de sélections qui optimisent le rapport<br />signal sur bruit est mis au point pour chaque type de signal à chaque énergie. L'absence<br />d'excès d'événements par rapport aux prédictions du modèle standard permet de mettre des<br />limites sur les sections efficaces de production des charginos et neutralinos. Interprétés<br />dans le cadre du MSSM contraint, ces resultats, combinés avec les recherches de sleptons<br />effectuées parallèlement dans la collaboration L3, permettent de mettre des limites inférieures<br />sur la masse des charginos et neutralinos ; en particulier, on exclut à 95% de niveau de confiance<br />un neutralino plus léger que 25.9 GeV/c2. Ceci a des conséquences importantes sur<br />l'interprétation de la matière cachée de l'univers. La recherche d'événements à énergie<br />manquante implique une bonne hermiticité du détecteur. A ce titre, fin 1995, un calorimètre<br />électromagnétique supplémentaire a été installé dans l'expérience L3. On présente l'utilisation,<br />l'amélioration des performances et la calibration de ce détecteur constitué de modules fait<br />en Plomb avec des fibres scintillantes (SPACAL).