L'expérience H1 sitée sur le collisionneur HERA à Hambourg, permet d'étudier les interactions positron-proton avec une résolution spatiale 10 fois meilleure que celle obtenue dans les expériences sur cible fixe.<br> Cette thèse décrit l'analyse des interactions à grandes impulsions transverses et l'interprétation des résultats dans le cadre de modèles composites. Ceux-ci prédisent que les fermions, considérés comme élémentaires à ce jour, sont à leur tour des états liés de constituants. L'observation de quarks ou de leptons dans un état excité serait donc un signe d'une nouvelle sous-structure de la matière.<br> Dans l'analyse nous avons considéré les topologies avec des leptons et/ou de l'impulsion transverse manquante dans l'état final. La sélection des événements s'est faite sur les données accumulées dans H1 de 1994 à 1997 correspondant à une luminosité intégrée d'environ 40 pb-1. Afin de réaliser cette étude, il a fallu éliminer le bruit de fond non physique constitué de muons cosmiques ou de muons de halos (produits par les interactions du faisceau de protons avec le gaz résiduel ou le tube à vide) venant polluer les données. A cet effet, on a développé des critères de sélection permettant la réjection de ce type dévénements par reconnaissance topologique.<br> La comparaison entre le nombre de candidats dans les données et l'estimation venant des différents bruits de fond physiques standards ne montre aucune évidence de fermions dans un état excité. Nous avons déduit des limites supérieures d'exclusion, en fonction des masses Mf des fermions excités, sur le produit de la section efficace par le taux de branchement de telles particules, ainsi que sur les caractéristiques du couplage f/Lambda suivant certaines hypothèses. Les résultats obtenus étendent les limites à de nouveaux canaux et améliorent d'un facteur 10 ceux obtenus dans une analyse précédente. Dans le cas particulier f/Lambda = 1/Mf, sont exclus à 95% de niveau de confiance les électrons excités ayant une masse comprise entre 25 et 221 GeV/c2, les neutrinos excités ayant une masse entre 50 et 112 GeV/c2 et les quarks excités ayant une masse entre 50 et 194 GeV/c2.

Dans le cadre des théories au delà du modèle standard, au cours de la prochaine dizaine d'années, deux accélérateurs exploreront le domaine d'énergie du TeV, où sont attendus des signes de cette nouvelle physique. En 2001, le Tevatron, collisionneur proton-antiproton du Femilab à Chicago, redémarrera avec une énergie de 2 TeV et une luminosité augmentée et sera première étape dans cette voie. Elle sera suivie en 2005 par le nouvel accélérateur du CERN, le collisionneur proton-proton LHC, dont l'énergie atteindra 14 TeV. Deux expériences, D0 pour le Tevatron et ATLAS pour le LHC, partagent de nombreuses similitudes dans leurs choix techniques. Cette particularité permet d'envisager des études qui sont facilement transposables d'une expérience à l'autre, et c'est dans cette optique que j'ai pris part au cours de ma thèse à ces deux expériences. A l'aide d'un générateur Monte-Carlo spécialement écrit pour la simulation de la production du quark top par R-parité violée, j'ai étudié les potentiels de découverte de la supersymétrie pour l'expérience ATLAS. Compte-tenu des limites actuelles sur les couplages RPV et des hypothèses prises en compte, la production de s-quark en voie résonnante peut-être détectée au LHC pour des masses allant de 300 à 900 GeV. Réciproquement, l'absence de signaux permettra d'augmenter les limites sur les produits de couplages considérés d'un facteur 10 au moins. Enfin , en cas de détection de s-quarks, la masse de ceux-ci peut-être mesurée directement avec une erreur de l'odre du %. Dans le cadre de DO, j'ai proposé un aglorithme de calibration pour le calorimètre électromagnétique, utilisant des événements physiques Z -> ee. Avec une statistique de 7000 événements, correspondant à un ou deux mois de fonctionnement du Tevatron, la calibration du détecteur peut être ramenée de 1% à 0,5%

NIL

Les travaux de cette thèse concernent la recherche de particules supersymétriques dans des processus produisant des photons dans l'état final. Les données analysées ont été collectées par le détecteur L3 lors des interactions électron-positon du LEP durant la période 1998-1999 pour des énergies de collision comprises entre 189 GeV et 202 GeV et une luminosité recueillie de 409/pb. Une recherche de neutralinos est effectuée à l'aide de processus conduisant aux états finals photon unique. L'interprétation de ces résultats permet d'exclure des masses de neutralinos dans le cadre de différents modèles de la supersymétrie (SUGRA et GMSB). Une analyse originale a été développée pour la recherche de charginos avec une masse voisine de celle du neutralino le plus léger, i.e. pour des écarts de masse inférieurs à 4 GeV. Elle impose, en plus des produits de désintégration du chargino, la présence d'un photon radiatif pour rejeter le fond important dû aux processus à 2-photons intermédiaires. Elle permet, en complétant les analyses déjà existantes, d'établir des limites sur la masse du chargino indépendantes de la différence de masse entre le chargino et le neutralino.

L'expérience CMS (Compact Muon Solenoid) prévoyait l'utilisation de MSGC (MicroStrip Gas Chambers) sur une surface d'environ 200 m2 dans son trajectographe interne. Les conditions d'exploitation (luminosité = 10^34 cm-2.s-1) ont nécessité un important programme d'étude de la fiabilité des MSGC concernant la tenue au flux et la stabilité à long terme. Dans ce cadre, le groupe CMS Traces de Lyon a proposé et évalué une variante des MSGC : les SGC (Small Gap Chambers). Pour étudier la résistance aux radiations des SGC, de nombreux tests ont eu lieu sous un faisceau de pions de 350 MeV au Paul Scherrer Insitut à Zurich. Tout d'abord effectuées sur des chambres de petite taille (5 cm x 2.5 cm), la mesure du taux de décharges et l'extrapolation à 500 jours équivalent LHC ont permis de valider la bonne tenue des détecteurs aux intensités du LHC. Des détecteurs de grande taille (14 cm x 5 cm) ont ensuite été testés. Un étage de préamplification, le GEM (Gas Electron Multiplier) a été ajouté pour compenser l'augmentation du bruit et de la capacité des pistes. Le GEM a apporté une diminution significative du taux de décharges et une augmentation de la marge de fonctionnement. L'étude du vieillissement à long terme des SGC a été réalisée à l'aide d'une source de rayons X de 55Fe de 6.4 keV durant plusieurs mois. La perte de gain est estimée par une diminution du courant, mesurée en fonction de la charge intégrée par centimètre de piste. Les résultats montrent que la perte est d'environ 25% en 5 ans de fonctionnement à haute luminosité au LHC. La reconstruction des traces d'électrons dans le trajectographe de CMS est importante car les électrons interviennent dans la signature de nombreux signaux de physique. Une étude a été menée sur l'amélioration de l'efficacité de reconstruction en introduisant une perte d'énergie des électrons par rayonnement de freinage.

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This thesis describes an analysis of the process e⁺e^— → l⁺l^- (where l = e, μ,, τ) at centre-of-mass energies between 88 GeV and 94 GeV, using the data collected by the DELPHI detector between the years 1991 and 1993. The leptonic decays of the Z° boson are selected without attempting to separate the three lepton types, thus making it an inclusive lepton analysis. The theory behind lepton pair production is introduced and the extraction of various electroweak parameters from the experimental observables is discussed. The LEP collider and the DELPHI detector are described, with special emphasis being given to the sub-detectors used in the analysis. The criteria used to select a high purity leptonic sample are described along with calculations of various backgrounds and efficiencies. The sample of selected leptonic events is then used to measure the cross-sections and forward-backward asymmetries. Finally, a fit to these cross-sections and asymmetries, together with the hadronic (e⁺e^- → qq̄) cross-sections, is carried out. Various Z° parameters are obtained: the mass and total width Mz-91.1876 ± 0.0052 GeV/c², Γ_z = 2.4971 ± 0.0061 GeV, the ratio of the hadronic to leptonic partial widths R_l = 20.73 ± 0.09, and the pole leptonic asymmetry (A°_FB)¹ = 0.0195 ± 0.0042. Using these results and the value of the strong coupling constant (α_s), determined by the DELPHI collaboration, the number of light neutrino species is determined to be N_ν = 3.045 ± 0.035. The leptonic partial width is found to be: Γ_l = 83.82 ± 0.29 MeV. Using the measured leptonic forward-backward asymmetries, the squared vector and axial-vector couplings of the Z° to charged leptons are found to be (ĝ_v¹)^{2</sup = (1.65 ± 0.36) x 10^-3 and (ĝ_a¹)}2</sup> = 0.2505 ± 0.0009. These values can be used to determine the effective rho parameter and the effective weak mixing angle: p̂ = 1.0020 ± 0.0036, and sin² θ^eff_lept = 0.2297 ± 0.0024. A full Standard Model fit to the data gives the values of the strong coupling constant, α_s, and the mass of the top quark, m_top, as being: α_s = 0.123 ± 0.010, m_top = 178⁺²²_-25 (expt)<sup>+18<sup>_-16(Higg s)GeV/c², where 60 < m_Higgs (GeV/c²) < 1000 with a central value of 300 GeV/c². All the results obtained agree with the results from the lepton-identified analyses (analyses in which leptonic events are selected on the basis of their individual flavour) and with the predictions of the Standard Model.

Thesis (Ph.D.)--University of Wollongong, 2007. / Typescript. Includes bibliographical references: leaf 212-216.

Thesis (M.A.)--Oregon State University, 2007. / Printout. Includes bibliographical references (leaves 116-123). Also available on the World Wide Web.

Neste trabalho investigamos a produçaõ de pares de leptons( lepton-antil epton) em colisões proton-proton e proton-núcleo para energias dos aceleradores Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) e Large Hadron Collider (LHC). Estes processos de colisão podem ser dividos entre antes e depois do espalhamento, portanto, pode-se analisar os efeitos de estado inicial e de estado nal. No estado nal do processo de colisão, para os aceleradores aqui apresentados, a quantidade de part culas produzidas e muito grande, de forma que uma part cula produzida no processo de espalhamento, que participe da interação forte, pode interagir com este meio antes de ser detectada. Entretanto, e fundamental uma determinação precisa do estado inicial do processo de colisão para que assim a investigação da produção de particulas no estado nal possa ser realizada. Neste contexto, a produção de pares de leptons (dileptons Drell-Yan) possui grande relevância, tendo em vista que não participa da interaçaõ forte, logo pode ser detectada sem sofrer efeitos de estado nal, carregando informações claras do estado inicial do processo de colisão. Para energias de RHIC e LHC, a densidada de quarks e gl uons nos h adrons colisores e muito grande, de tal forma que efeitos de estado inicial de alta densidade podem ser percebidos na produçaõ de partículas no estado nal. Este e o principal objetivo desta tese, utilizar os dileptons como observ avel para investigar os efeitos de alta densidade, ou seja, efeitos de unitariedade em colis~oes pr oton-pr oton, efeitos de saturação partônica descritos pelo Condensado de Vidros de Cor em colisões próton-núcleo. Além destes efeitos, os efeitos nucleares de baixa densidade, presentes em colisões próton-núcleo, também são investigados. Ou seja, utiliza-se um observável eletromagnético, para investigar as propriedades da QCD em colisões hadrônicas. Mais especi camente, as distribuições de momentum transverso e rapidez são investigadas para energias de RHIC e LHC. A produção de dileptons e calculada utilizando o formalismo de dipolos de cor e tamb em a teoria do Condensado de Vidros de cor. Os resultados obtidos nesta tese mostram a potencialidade deste observ avel para se investigar a QCD de alta densidade e indicam a urgente necessidade de medidas com relação a este observável nos experimentos existentes em colisões hadrônicas para altas energias. / In this work, the lepton pair production (lepton-antilepton) in proton-proton and protonnucleus collisions is investigated for Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) and Large Hadron Collider (LHC) colliders energies. These collisions processes can be classi ed between before and after the scattergins, therefore, initial and nal states e ects can be analyzed. In the nal stare, for the colliders here presented, the number of produced particles is large, then a particle produced in the scattering process, which interact strogly, could interact with the medium before being detected. However, it is very important to determine the initial state of the collision process, thus to determine the particle production in the nal state. In this context, the lepton pair production (dileptons Drell-Yan), which does not interact strolgly, should carry indisturbed information about the inicial state system of the collision process. For RHIC and LHC, the quarks and gluons hadrons densities in the initial state of the collision processes is large, such that high density initial state e ects should a ect the particle production in the nal state. This is the main goal of this thesis, use the dilepron production to investigate the high density e exts. This implies in to investigate the unitarity e ects in the proton-proton collisions, the Color Glass Condensate in the proton-nucleus collisions. Moreover, the low density e ects in proton-nucleus collisions are under investigation in this thesis. The main point of this thesis, is that a eletromagnetic observable is considered to investigare the properties of the QCD in hadronic collisions. Speci cally, the transverse momentum and the rapidity distributions are investigated. The dilepton production is evaluated by means of the dipole picture and through the Color Glass Condensate theory. The results obtained in this thesis show that dilepton production is an observable that deserves to be measured in the hadronic colliders at high energies, once it carries clear informations about the QCD system at high density.