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New projective prototypes of a scintillator/lead sandwich type sampling calorimeter Shashlik with a silicon preshower detector have been constructed and tested with an electron beam at CERN-SPS. The energy resolution is measured to be 8.7%/sqrt(E(GeV)) in stochastic term. 0.330/E(GeV) in noise term and 0.5% in constant term. The angular resolution is better than 70 mrad/sqrt(E(GeV)).

This thesis describes an exploratory work on three-body charmless neutral B mesons decays containing either a K_S or a π⁰. The events are reconstructed with the LHCb spectrometer installed at Cern (Geneva, CH) recording the proton-proton collisions delivered by the Large Hadron Collider (LHC). The phenomenology of such modes is rich and covers the possibility to measure all angles of the unitarity triangle linked to the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) matrix. The single example of the γ measurement is explored in this document. The LHC accelerator and the most relevant sub-detector elements of the LHCb spectrometer are described in details. In particular, emphasis is given to the calorimetry system for which the calibration and alignment of the PreShower (PRS) of the electromagnetic calorimeter has been performed. We used particles at minimum ionisation deposit for such a task. The calibration results until year 2011 are reported as well as the method of the PS alignment with respect to the tracking system of the spectrometer. A method to discriminate high energy π⁰ and photon is introduced, based on electromagnetic cascade information combined into a multivariate analysis. The strategy to evaluate the performance is given and the tool is applied to the exploratory search of B → hhπ⁰ final states. Additionally, we conducted a similar search for the modes B_{d,s} → K_{Shh}, where h can be either a charged kaon or a pion. The physics reach of such modes lies in the possibility of measuring the β and βs CKM angles to be compared to their charmonia extraction. Differences in between these two determinations can be the sign of New Physics. The first step of this search is to establish the unobserved modes Bs → K_{Shh}. We report in a fifth of the data 2011 statistics the first observation of the decay channel Bs → K_{SK}π.; Ce document de thèse décrit la recherche des désintégrations en trois corps des mésons beaux neutres qui contiennent un KS ou un π⁰ dans l'état final. Ces événements sont reconstruits au moyen du spectromètre LHCb installé auprès du collisionneur proton-proton LHC, sis au Cern à Genève. La phénoménologie des ces modes est riche et couvre la possibilité de mesurer tous les angles du triangle d'Unitarité de la matrice Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) qui décrit les amplitudes de transition par courant chargé faible entre quarks. Une illustration portant sur la mesure de l'angle gamma est développée dans ce document plus en détail. L'accélérateur LHC et les éléments utiles du spectromètre LHCb sont rapportés en mettant l'accent sur le travail conduit au cours de cette thèse sur l'étalonnage et l'alignement du détecteur de pieds de gerbe du calorimètre électromagnétique. Nous avons construit une méthode de calibration du détecteur au moyen de particules qui le traversent au minimum d'ionisation. Les résultats et les performances de ces calibrations sont discutées. Une méthode de discrimination des π⁰ et des photons de haute énergie est présentée, bénéficiant des mesures des caractéristiques des cascades électromagnétiques dans le PreShower et le calorimètre. Ces informations sont combinées dans une analyse multivariable. La stratégie de contrôle des performances du discriminateur directement à partir des données est discutée et cet outil est appliqué à la recherche des états finals B → hhπ⁰. Une recherche similaire des modes de désintégration B_{d,s} → K_{Shh}, où h peut être un pion ou un kaon chargé a été conduite. Ce mode de désintégration permet de mesurer la phase faible du mélange des mésons Bd ou Bs et la comparaison de ces déterminations avec celles extraites des modes charmonia peut permettre de mettre en évidence une phase faible au-delà du Modèle Standard dans l'amplitude de désintégration. La première étape de cette analyse consiste à établir les signaux des modes non encore observés Bs → K_{Shh}. Ce travail exploratoire présente la première observation du mode Bs → K_{SK}π.

This thesis describes an exploratory work on three-body charmless neutral B mesons decays containing either a K_S or a π⁰. The events are reconstructed with the LHCb spectrometer installed at Cern (Geneva, CH) recording the proton-proton collisions delivered by the Large Hadron Collider (LHC). The phenomenology of such modes is rich and covers the possibility to measure all angles of the unitarity triangle linked to the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) matrix. The single example of the γ measurement is explored in this document. The LHC accelerator and the most relevant sub-detector elements of the LHCb spectrometer are described in details. In particular, emphasis is given to the calorimetry system for which the calibration and alignment of the PreShower (PRS) of the electromagnetic calorimeter has been performed. We used particles at minimum ionisation deposit for such a task. The calibration results until year 2011 are reported as well as the method of the PS alignment with respect to the tracking system of the spectrometer. A method to discriminate high energy π⁰ and photon is introduced, based on electromagnetic cascade information combined into a multivariate analysis. The strategy to evaluate the performance is given and the tool is applied to the exploratory search of B → hhπ⁰ final states. Additionally, we conducted a similar search for the modes B_{d,s} → K_{Shh}, where h can be either a charged kaon or a pion. The physics reach of such modes lies in the possibility of measuring the β and βs CKM angles to be compared to their charmonia extraction. Differences in between these two determinations can be the sign of New Physics. The first step of this search is to establish the unobserved modes Bs → K_{Shh}. We report in a fifth of the data 2011 statistics the first observation of the decay channel Bs → K_{SK}π.; Ce document de thèse décrit la recherche des désintégrations en trois corps des mésons beaux neutres qui contiennent un KS ou un π⁰ dans l'état final. Ces événements sont reconstruits au moyen du spectromètre LHCb installé auprès du collisionneur proton-proton LHC, sis au Cern à Genève. La phénoménologie des ces modes est riche et couvre la possibilité de mesurer tous les angles du triangle d'Unitarité de la matrice Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (CKM) qui décrit les amplitudes de transition par courant chargé faible entre quarks. Une illustration portant sur la mesure de l'angle gamma est développée dans ce document plus en détail. L'accélérateur LHC et les éléments utiles du spectromètre LHCb sont rapportés en mettant l'accent sur le travail conduit au cours de cette thèse sur l'étalonnage et l'alignement du détecteur de pieds de gerbe du calorimètre électromagnétique. Nous avons construit une méthode de calibration du détecteur au moyen de particules qui le traversent au minimum d'ionisation. Les résultats et les performances de ces calibrations sont discutées. Une méthode de discrimination des π⁰ et des photons de haute énergie est présentée, bénéficiant des mesures des caractéristiques des cascades électromagnétiques dans le PreShower et le calorimètre. Ces informations sont combinées dans une analyse multivariable. La stratégie de contrôle des performances du discriminateur directement à partir des données est discutée et cet outil est appliqué à la recherche des états finals B → hhπ⁰. Une recherche similaire des modes de désintégration B_{d,s} → K_{Shh}, où h peut être un pion ou un kaon chargé a été conduite. Ce mode de désintégration permet de mesurer la phase faible du mélange des mésons Bd ou Bs et la comparaison de ces déterminations avec celles extraites des modes charmonia peut permettre de mettre en évidence une phase faible au-delà du Modèle Standard dans l'amplitude de désintégration. La première étape de cette analyse consiste à établir les signaux des modes non encore observés Bs → K_{Shh}. Ce travail exploratoire présente la première observation du mode Bs → K_{SK}π.

The analysis of 150 GeV/c muon data collected during a test of a CMS Preshower prototype is presented. The test took place in 2004 in the H4 beam at CERN. The muon signal extraction is possible after pedestal subtraction and common mode correction. The results of a Geant-4-based simulation, developed for the Preshower prototype test, are also presented. The results of the simulation are found to be in excellent agreement with the data. It is also demonstrated that by combining the results of the data analysis and simulation an absolute calibration of the CMS Preshower detector system can be performed. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section a-Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment

The expected particle fluence in the inner part of the CMS Preshower is calculated to be 1.6 x 10(14) cm(-2) for neutrons and 0.4 x 10(14) cm(-2) for charged hadrons. Since the error of the calculation is high and/or unexpected accidental beam misalignments might happen we have irradiated Preshower silicon sensors to fluences up to 5 x 10(14) n/cm(2) to verify that they hold voltages necessary to reach the full charge collection efficiency. All irradiated sensors showed no signs of breakdown up to 1000 V, the maximum voltage applied. All but one display a sufficiently stable charge collection efficiency up to 1000 V. No noisy channels were observed at the extreme voltages. The measured charge collection efficiency was 71 +/- 12% and 59 +/- 12% for sensors irradiated to 3 x 10(14) and 5 x 10(14) n/cm(2), respectively. These values are consistent with the extrapolation from previous measurements made on sensors irradiated to 2.3 x 10(14) n/cm(2) The work presents the results of static and dynamic measurements and shows that our design and the technology are very robust. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section a-Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment

Developing silicon strip sensors for the CMS Preshower detector we have noticed that some strips have a noise higher than the average and not correlated to a high leakage current. In order to investigate this effect we have developed a setup for noise measurement on wafers and diced sensors that does not require bonding. The set-up is based on the DeltaStream chip coupled to a probe card. We have tested 45 sensors and found that the strips with an above average noise have a higher relative current increase as a function of voltage, DeltaI/(IDeltaV). We also observed that, on these strips, the breakdown occurs within about 60 V from the voltage at which the noise is observed. We describe our measurement method and present the results. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section a-Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment

Tests of lead tungstate crystal matrices carried out in high-energy electron beams in 1996, using new crystals, new APDs and an improved test set-up, confirm that an energy resolution of better than 0 .6% at 100 GeV can be obtained when the longitudinal uniformity of the struck crystal is adequate. Light loss measurements under low dose irradiation are reported. It is shown that there is no loss of energy resolution after irradiation and that the calibration change due to light loss can be tracked with a precision monitoring system. Finally, successuful tests with a preshower device, equipped wi th silicon strip detector readout, are described.

Shashlik calorimeter prototypes equipped with preshower detector have been tested in 3 T magnetic field with electron beam at CERN-SPS. The signal from electrons increases as much as 11% at 3 T magnetic field. No significant deterioration on the energy resolution as well as the preshower detector performance have been observed.