Apresentamos um estudo fenomenológico de algumas extensões do modelo padrão da física de partículas no LEP e no LHC. Concentramos nossa atenção, em particular1 na busca por evidências de supersimetria com violação de paridade--R no LEP I, LEP II e LHC. Estudamos um modelo supersirnétrico com violação espontânea de paridade-R bem como um modelo efetivo onde a violação ocorre explicitamente. Realizamos, também, um estudo independente de modelo para leptoquarks no LHC a partir de colisões eq baseado em uma lagrangiana efetiva. Mostramos que os efeitos destas duas extensões do modelo padrão poderão ser visíveis no intervalo de energia dos aceleradores considerados. / We present a phenomenologic study of some extensions of standard model of elementary particles at LEP and LHC. We concentrate our attention, for instance, on the search of R-parity violating supersymmetry evidences at LEP I, LEP II and LHC. We study a spontaneous R-parity violating model as well an effective one where the violation occurs explicitly. We also perform an independent model study on leptoquarks at LHC coming from e q collisions, in the frame of an effective lagrangian. We show that the effects of these two standard model extensions can be visible in the range of energy of the chosen colliders.

Apresentamos um estudo fenomenológico de algumas extensões do modelo padrão da física de partículas no LEP e no LHC. Concentramos nossa atenção, em particular1 na busca por evidências de supersimetria com violação de paridade--R no LEP I, LEP II e LHC. Estudamos um modelo supersirnétrico com violação espontânea de paridade-R bem como um modelo efetivo onde a violação ocorre explicitamente. Realizamos, também, um estudo independente de modelo para leptoquarks no LHC a partir de colisões eq baseado em uma lagrangiana efetiva. Mostramos que os efeitos destas duas extensões do modelo padrão poderão ser visíveis no intervalo de energia dos aceleradores considerados. / We present a phenomenologic study of some extensions of standard model of elementary particles at LEP and LHC. We concentrate our attention, for instance, on the search of R-parity violating supersymmetry evidences at LEP I, LEP II and LHC. We study a spontaneous R-parity violating model as well an effective one where the violation occurs explicitly. We also perform an independent model study on leptoquarks at LHC coming from e q collisions, in the frame of an effective lagrangian. We show that the effects of these two standard model extensions can be visible in the range of energy of the chosen colliders.

L'expérience D0 se déroule au laboratoire Fermilab situé aux Etats-Unis. Elle étudie les collisions proton-antiproton à une énergie dans le centre de masse de 1,96 TeV fournies par l'accélérateur TeVatron. L'acquisition des données par le détecteur D0 utilise un système de déclenchement sophistiqué permettant de sélectionner les collisions présentant un potentiel de physique intéressant. Le processeur électronique L2STT permet de déclencher sur la présence de particules à longue durée de vie dans l'état final. C'est par exemple le cas de la désintégration du Higgs en une paire de quarks b. Sa conception bénéficie des avancées récentes dans le domaine des hautes technologies. Ce système est dorénavant complètement installé et permettra très prochainement une optimisation supplémentaire de la stratégie de déclenchement de l'expérience. Les leptoquarks sont des particules responsables d'une interaction hypothétique entre les quarks et les leptons du Modèle Standard. La mise en évidence d'une telle particule serait interprétée comme signalant l'existence d'une nouvelle physique. Il s'agit dans ce manuscrit d'une recherche directe dans la topologie à jets et énergie transverse manquante. Dans le but de mener à bien cette recherche, une méthode de déclenchement devrait tout d'abord être développée ainsi qu'un outil précis pour déterminer son efficacité. L'analyse des événements présentant la topologie de jets acoplanaires a été conduite sur un lot de données correspondant à une luminosité intégrée de $85 pb^-1$. Cette analyse a permis d'exclure un domaine de masse pour les leptoquarks allant de $85 GeV/c^2$ à $109 GeV/c^2$ à 95% de niveau de confiance.

This thesis presents the results of a signature-based search for new physics using the exclusive dijet plus missing transverse energy data sample from 2 fb^-1 of p-pbar collisions at \sqrt{s} = 1.96 TeV collected with the Collider Detector at Fermilab (CDF). A study is made of the production of events with two high energy jets and large missing transverse energy (missing E_T, or MET) in a kinematic regime requiring the scalar sum of the E_T of the two jets (referred to here as H_T) to be greater than 125 GeV and the event MET to be above 80 GeV. A second kinematic region is also examined, with the MET cut increased to 100 GeV and the H_T cut increased to 225 GeV. The number of events observed in the data is within 0.43 standard deviations of the expected number of background events in the low kinematic region, and within 0.34 standard deviations in the high kinematic region. Based on these results, 95% C.L. lower mass limits for scalar leptoquarks are extracted: 190 GeV/c^2 for 1st generation, 190 GeV/c^2 for 2nd generation, and 178 GeV/c^2 for 3rd generation production. The results are also interpreted in terms of cross-section limits on generic minimal supersymmetric (MSSM) models.

This thesis presents the results of a signature-based search for new physics using the exclusive dijet plus missing transverse energy data sample from 2 fb^-1 of p-pbar collisions at \sqrt{s} = 1.96 TeV collected with the Collider Detector at Fermilab (CDF). A study is made of the production of events with two high energy jets and large missing transverse energy (missing E_T, or MET) in a kinematic regime requiring the scalar sum of the E_T of the two jets (referred to here as H_T) to be greater than 125 GeV and the event MET to be above 80 GeV. A second kinematic region is also examined, with the MET cut increased to 100 GeV and the H_T cut increased to 225 GeV. The number of events observed in the data is within 0.43 standard deviations of the expected number of background events in the low kinematic region, and within 0.34 standard deviations in the high kinematic region. Based on these results, 95% C.L. lower mass limits for scalar leptoquarks are extracted: 190 GeV/c^2 for 1st generation, 190 GeV/c^2 for 2nd generation, and 178 GeV/c^2 for 3rd generation production. The results are also interpreted in terms of cross-section limits on generic minimal supersymmetric (MSSM) models.

L'expérience CMS (Compact Muon Solenoid), construite sur l'anneau du LHC (Large Hadron Collider) a enregistré une quantité colossale de données provenant des collisions proton-proton de 2009 à 2012 à des énergies dans le centre de masse de 7 TeVet 8 TeV. Cette expérience est consacrée aux mesures de précision des paramètres du modèle standard, à l'étude du boson de Higgs ainsi qu'à la mise à l'épreuve de théories au-delà du modèle standard. Un certain nombre de ces théories prévoient l'existence de particules appelées leptoquarks, de nouveaux bosons se couplant à la fois aux leptons et au quarks. La première partie de cette thèse est consacrée à la présentation du Modèle Standard des particules et à une introduction théorique aux leptoquarks. La seconde présente brièvement le fonctionnement du LHC et de l'expérience CMS. La troisième partie est dédiée au travail effectué dans le groupe générateur de CMS au cours de la première année de ma thèse. Cette mission consistait principalement à générer et à valider massivement des évènements Monte-Carlo avec le logiciel Madgraph pour l'ensemble de la collaboration CMS. Enfin, la dernière partie porte sur l'analyse de données et la recherche de paires de leptoquarks scalaires de troisième génération. Trois canaux de désintégration des LQ sont envisagés : en quark top et lepton tau, en quark top et neutrino et enfin en quark top et muon. Cette étude est basée sur l'ensemble des données enregistrées par l 'expérience CMS au cours de l'année 2012. Ce qui représente une luminosité intégrée totale de 19,7 fb. Différentes sélections basées sur au moins un lepton et de nombreux jets sont examinées afin de définir les régions présentant les meilleures efficacités de signal par rapport au fond du Modèle Standard. Enfin, une optimisation des coupures sur des variables très discriminantes est réalisée afin d'obtenir les meilleures limites à 95% de confiance sur les sections efficaces de production des leptoquarks. Aucun excès significatif par rapport aux prévisions du modèle standard n'a pu être mis en évidence ce qui a permis de poser des limites sur les sections efficaces de production des leptoquarks. Les leptoquarks de troisième génération sont exclus jusqu'à des masses de 320 GeV à 95 % de niveau de confiance pour le canal top tau, jusqu'à 240 GeV pour le canal top nu et jusqu'à 910 GeV pour le canal top mu / Installed on the LHC (Large Hadron Collider) ring, the CMS experiment (Compact Muon Solenoid) recorded a great amount of proton-proton collisions data from 2009 to 2012 at center of mass energies of 7 TeV and 8 TeV. This experiment was designed for precise measurements of the Standard Model parameters, for Higgs boson studies and to test theories beyond the standard model. Some of these theories foresee the existence of leptoquarks which are new bosons with couplings to both leptons and quarks. The first part of this thesis is dedicated to a presentation of the Standard Model and to a leptoquarks theoretical introducion. The second one briefly explains how the LHC and the CMS experiment work. The third part details the work accomplished during the first year of my thesis in the CMS generator group. Finaly, the last one deals with data analysis and the search of third generation leptoquarks pair production. Three LQ desintegration channels are investigated : to a top quark and a tau lepton, to a top quark and a neutrino and at last to a top quark and a muon. This study is based on the full integrated luminosity recorded during 2012, namely 19.7 fb. Various selections requiring at least one lepton and several jets are scrutinized in order to identify the regions with best signal efficiency regarding to Standard model backgrounds. Finally, a selection optimisation on discriminative variables is performed to extract the best 95 No significative excess with respect to Standard Model expectations was found. Thus we were able to set limits on the leptoquarks pair production cross sections. Third generation leptoquarks with masses below 320 GeV, 240 GeV and 910 GeV are excluded for the top tau, top nu and top mu channels, respectively

La mise en évidence de leptoquarks (LQ) serait la preuve de l'existence de théories complémentaires du Modèle Standard (MS). La recherche de leptoquarks de premiére génération présentée dans cet ouvrage a été efféctuée par l'analyse d'un lot de 1.02 fb-1 de données de D0 pour des états fiénals composés de deux électrons et de deux jets légers. En l'absence d'excés d'événements par rapport aux prévisions du MS, nous avons pu exclure les masses de LQ scalaire jusqu' à 292 GeV et des masses de LQ vecteurs de 350 à 458 GeV, selon le type de couplage LQ-l-q. à L'importance de la mesure de l'énergie des jets a motivé une étude des bruits de fonds instrumentaux corrélés au calorimétre ainsi que l'étude de la résolution sur l'énergie des gerbes hadroniques d'événements photon + jets

This work is devoted to baryon and lepton number violation and flavour physics in theories beyond the Standard Model of particle interactions. First, the relations between the accidental and imposed symmetries are dis- cussed. For example, we argue that the Levi-Civita tensors in the color space may be understood as a unique spurion carrying the baryon number, and as such its absence in the Lagrangian of a specific model indicates baryon number conservation. Afterwards, the two minimal scenarios of quark-lepton unification are ana- lyzed in detail: the Minimal quark-lepton symmetry model and its extension by the inverse seesaw mechanism. We investigate if the observed anomalies in the B-meson decays could be to some extent accommodated within these models. Finally, possible low-energy effects of gauge leptoquarks are studied in the theory of quark-lepton unification and its simple extensions by vector-like leptons. Taking fully into account the freedom in the quark-lepton mixing, a catalogue of measurements currently forming the border of the excluded parameter space is found. We argue that, within the considered class of models, the gauge leptoquark can account for the discrepancies in the neutral-current B decays if and only if at least two extra generations of weak-isosinglet leptons exist. 1