Les théories supersymétriques, telles que le Modèle Standard Supersymétrique Minimal, constituent des extensions très populaires du Modèle Standard de physique des particules, et sont activement recherchées au Large Hadron Collider (LHC). Dans cette thèse, nous nous concentrons sur deux aspects de la phénoménologie des théories supersymétriques aux collisionneurs hadroniques de haute-énergie, à savoir les collisions polarisées, et les calculs de précision. Dans un premier temps, nous réalisons une étude au Leading Order (LO), dans laquelle nous montrons comment la présence de faisceaux polarisés (longitudinalement) pourrait nous aider à différencier des modèles de Nouvelle Physique présentant la même signature à l'état final. A titre d'exemple, nous considérons le cas d'une classe particulière de scénarios, menant à la production de monotops, qui correspondent à la production d'un quark top en association avec de l'énergie transverse manquante. Nous présentons nos résultats pour un LHC polarisé à 14 TeV, et pour le récemment proposé Futur Collisionneur Circulaire (FCC), supposé opérer à 100 TeV. Par la suite, nous nous concentrons sur la réalisation de prédictions de précisions pour la production de paires de particules supersymétriques colorées au next-to-leading order (NLO) en QCD supersymétrique, avec ou sans violation non-minimale de saveur, et avec ou sans Parton Shower (PS). Plus particulièrement, nous fournissons les premiers résultats (préliminaires) pour la production de squark-antisquark au NLO en SUSY-QCD avec violation non-minimale de saveur, dans le cas d'un calcul à ordre perturbatif fixe, et considérons dans le contexte de modèles simplifiés la production par paires de particules colorées de type scalaire et Majorana au NLO avec PS / Supersymmetric theories, such as the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM), constitute very popular extensions of the Standard Model of particle physics that are extensively searched for at the Large Hadron Collider (LHC). In this thesis, we focus on two specific aspects of the phenomenology of supersymmetric theories at high-energy hadron colliders, namely polarized collisions and precision calculations. First, we perform a Leading Order (LO) study, in which we show how the availability of (longitudinally) polarized proton beams could us help us to disentangle various Beyond the Standard Model (BSM) scenarios exhibiting the same final-state signature. For the sake of illustration, we focus on the case of one particular class of scenarios leading to monotop production, which corresponds to the production of a top quark in association with missing transverse energy. We present our results for a polarized LHC at 14 TeV, and for the recently proposed Future Circular Collider (FCC), supposed to operate at 100 TeV. Then, we concentrate on precise predictions for the pair production of coloured supersymmetric particles at next-to-leading order (NLO) in supersymmetric QCD, with or without Non-Minimal Flavour Violations (NMFV), and with or without matching those predictions with Parton Showers (PS). More specifically, we provide the first preliminary results for squark-antisquark pair production at NLO in SUSY-QCD with NMFV, in the case of a fixed order calculation, and consider in the context of simplified models the pair production of coloured scalar and coloured Majorana particles at NLO matched with PS

The main issue of this master thesis is investigation of new compounds of aminopyrazine and 3-amino-1,2,4-triazine in consideration of their potential usage in the field of nonlinear optics. The focus of this thesis was finishing of characterisation of an adduct of aminopyrazine and boric acid prepared as a part of previous bachelor thesis, as well as preparation of salts and cocrystals combining 3-amino-1,2,4-triazine with selected acids. Prepared materials were characterised mainly by the means of vibrational spectroscopy and x-ray diffraction analysis. Prediction of nonlinear optical properties of selected molecules and interpretation of recorded vibrational spectra was based on quantum chemical calculations. Finally, measurements of second harmonic generation efficiency of selected powder samples were performed.

This thesis contains the work of two recent developments in the Herwig general purpose event genrator. Firstly, the results from an new implementation of the KrkNLO method in the Herwig event generator are presented. This method allows enables the generation of matched next-to-leading order plus parton shower events through the application of simple positive weights to showered leading order events. This simplicity is achieved by the construction Monte Carlo scheme parton distribution functions. This implementation contains the necessary components to simulation Drell-Yan production as well as Higgs production via gluon fusion. This is used to generate the first differential Higgs results using this method. The results from this implementation are shown to be comparable with predictions from the well established approaches of POWHEG and MC@NLO. The predictions from KrkNLO are found to closely resemble the original configuration for POWHEG. Secondly, a benchmark study focussing on the source of perturbative uncertainties in parton showers is presented. The study employs leading order plus parton shower simulations as a starting point in order to establish a baseline set of controllable uncertainties. The aim of which is to build an understanding of the uncertainties associated with a full simulation which includes higher-order corrections and interplay with non- perturbative models. The uncertainty estimates for a number of benchmark processes are presented. The requirement that these estimates be consistent across the two distinct parton show implementations in Herwig provided an important measure to assess the quality of these uncertainty estimates. The profile scale choice is seen to be an important consideration with the power and hfact displaying inconsistencies between the showers. The resummation profile scale is shown to deliver consistent predictions for the central value and uncertainty bands.

Dans ce travail nous avons discutés les structures cristallines de 7 nouveaux composés semi-organiques par la diffraction des Rayons X. Les structures cristallines ont été résolues par les méthodes directes en utilisant le programme SIR92. Toutes les structures ont été affinées par les méthodes de moindre carrés à l'aide du programme SHELX intégré dans le logiciel Wingx. La détermination des susceptibilités électriques non linéaires du troisième ordre ( exp χ ) des composés organiques inorganiques a été déduite de l'expérience du mélange quatre ondes dégénéré (DFWM) à 532 nm. Nous avons également étudiés à 1064 nm de la contribution électronique de la susceptibilité électrique non linéaire du troisième ordre ( <3> THG χ ) sur des couches minces, ainsi que sur un cristal. Les mesures de la susceptibilités effectives non linéaires du second ordre ( <2> eff χ ) des matériaux non centrosymétrique sur la poudre polycristalline en fonction de la température par la méthode de Kurtz et Perry.

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Die Berechnung von Tensorintegralen ist eines der komplizierteren Probleme bei der Berechnung von Einschleifen-Feynmandiagrammen. In dieser Arbeit wird die Computerprogrammbibliothek PJFry entwickelt, mit der Tensorintegrale mit bis zu fünf äusseren Beinen und unter Zugrundelegung beliebiger Kinematik numerisch ausgewertet werden können. Im Programm PJFry sind Algorithmen implementiert, mit denen bei der Reduktion von Pentagon-Tensoren inverse Potenzen der Gramdeterminanten vermieden werden können. Gramdeterminanten der Boxdiagramme werden unter Verwendung von Rekursionsrelationen mit variabler Raum-Zeit-Dimension in einem Satz neuer Basisintegrale isoliert. Die neuen Basisintegrale werden ebenfalls durch Rekursionsrelationen mit variabler Raum-Zeit-Dimension oder durch Entwicklung in kleinen Gramdeterminanten ausgewertet. Die Konvergenz letzterer wird durch Padé-Extrapolation erheblich beschleunigt. Ein Cache-System erlaubt die mehrfache Verwendung von numerischen Bausteinen und erhöht zusätzlich die Effizienz des Programmpakets. Ausser ausführlichen Tests von Struktur und Genauigkeit der Algorithmen wird eine nichtriviale Beispielanwendung ausgearbeitet und mit dem Programm NGluon verglichen: die Berechnung von fünf-Gluon-Helizitätsamplituden. Schließlich werden die virtuellen Einschleifenkorrekturen zur Myonpaarproduktion mit Emission energiereicher ("harter") Photonen berechnet. Die Methode wird erläutert, wie auch Renormierung und Behandlung der Polstruktur in dimensionaler Regularisierung. Numerische Vorhersagen für differentielle Wirkungsquerschnitte werden berechnet, unter Zugrundelegung der kinematischen Situationen, wie sie bei den Detektoren KLOE (DAFNE, Frascati) und BaBar (SLAC) typisch sind. / In this thesis we discuss the problem of evaluation of tensor integrals appearing in a typical one-loop Feynman diagram calculation. We present a computer library for the numerical evaluation of tensor integrals with up to 5 legs and arbitrary kinematics. The code implements algorithms based on the formalism which avoids the appearance of inverse Gram determinants in the reduction of pentagon diagrams. The Gram determinants of box integrals are isolated in the set of new basis integrals by using dimensional recurrence relations. These integrals are then evaluated by dimensional recurrence or expansion in small Gram determinant, which is improved by Padé extrapolation. A cache system allows reuse of identical building blocks and increases the efficiency. After describing the cross checks and accuracy tests, we show a sample application to the evaluation of five gluon helicity amplitudes, which is compared with the output of the program NGluon. In the last part the program is applied to the calculation of the one-loop virtual corrections to the muon pair production with hard photon emission. The computation method is explained, followed by a discussion of renormalization and pole structure. Finally, we present numerical results for differential cross sections with kinematics of the KLOE and BaBar detectors.

Title: Investigation of the factorization scheme dependence of finite order per- turbative QCD calculations Author: Karel Kolář Institute: Institute of Particle and Nuclear Physics Supervisor of the doctoral thesis: prof. Jiří Chýla, CSc., Institute of Physics of the Academy of Sciences of the Czech Republic Abstract: The main aim of this thesis is the investigation of phenomenological implications of the freedom in the choice of the factorization scheme for the de- scription of hard collisions with the potential application for an improvement of current NLO Monte Carlo event generators. We analyze the freedom associated with the definition of parton distribution functions and we derive general formu- lae governing the dependence of parton distribution functions and hard scattering cross-sections on unphysical quantities specifying the renormalization and factor- ization procedure. The issue of the specification of factorization schemes via the corresponding higher order splitting functions is discussed in detail. The main attention is paid to the so called ZERO factorization scheme, which allows the construction of consistent NLO Monte Carlo event generators in which initial state parton showers can be taken formally at the LO. Unfortunately, it has turned out that the practical applicability of the ZERO...

Les calculs de précision dans les théories de jauge jouent un rôle très important pour l’étude de la physique du Modèle Standard et au-delà dans les super-collisionneurs de particules comme le LHC, TeVatron et ILC. Par conséquent, il est extrêmement important de fournir des outils du calcul d’amplitudes à une boucle stables, rapides, efficaces et hautement automatisés. Cette thèse a pour but de développer la bibliothèque d’intégrales Golem95. Cette bibliothèque est un programme écrit en Fortran95, qui contient tous les ingrédients nécessaires pour calculer une intégrale scalaire ou tensorielle à une boucle avec jusqu’à six pattes externes. Golem95 utilise une méthode traditionnelle de réduction (réduction à la Golem) qui réduit les facteurs de forme en des intégrales de base redondantes qui peuvent être scalaires (sans paramètres de Feynman au numérateur) ou tensorielles (avec des paramètres de Feynman au numérateur); ce formalisme permet d’éviter les problèmes de l’instabilité numérique engendrés par des singularités factices dues à l’annulation des déterminants de Gram. En plus, cette bibliothèque peut être interfacée avec des programmes du calcul automatique basés sur les méthodes d’unitarité comme GoSam par exemple. Les versions antérieures de Golem95 ont été conçues pour le calcul des amplitudes sans masses internes. Le but de ce travail de thèse est de généraliser cette bibliothèque pour les configurations les plus générales (les masses complexes sont incluses), et de fournir un calcul numériquement stable dans les régions problématique en donnant une représentation intégrale unidimensionnelle stable pour chaque intégrale de base de Golem95. / Higher order corrections in gauge theories play a crucial role in studying physics within the standard model and beyond at TeV colliders, like LHC, TeVatron and ILC. Therefore, it is of extreme importance to provide tools for next-to-leading order amplitude computation which are fast, stable, efficient and highly automatized. This thesis aims at developing the library of integrals Golem95. This library is a program written in Fortran95, it contains all the necessary ingredients to calculate any one-loop scalar or tensorial integral with up to six external legs. Golem95 uses the traditional reduction method (Golem reduction) to reduce the form factors into redundant basic integrals, which can be scalar (without Feynman parameters in the numerator) or tensorial (with Feynman parameter in the numerator); this formalism allows us to avoid the problems of numerical instabilities generated by the spurious singularities induced by the vanishing of the Gram determinants. In addition, this library can be interfaced with automatic programs of NLO calculation based on the unitarity inspired reduction methods as GoSam for example. Earlierversions of Golem95 were designed for the calculation of amplitudes without internal masses. The purpose of this thesis is to extend this library for more general configurations (complex masses are supported); and to provide numerically stable calculation in the problematic regions (det(G) → 0), by providing a stable one-dimensional integral representation for each Golem95 basic integral.