Etude de la violation de $CP$ directe pour l'extraction de l'angle $\gamma$ via le canal de désintégration $B^{\pm} \rightarrow \pi^{\pm} \pi^{\mp} K^{\pm}$. Etude d'un algorithme d'identification de particules dans le RICH 2 de LHCb

LHCb est une expérience consacrée à la physique des hadrons {it beaux} dont les premières prises de données sont prévues vers $2008$.\ Le but de l'expérience {it LHCb} est l'étude précise de la violation de {it CP} dans le secteur de la {it beauté}. Ces particules seront produites dans les collisions proton-proton, qui auront lieu dans le futur collisionneur hadronique LHC du CERN près de Genève. La grande précision de l'expérience et la statistique disponible ($10^{12}$ événements {it beaux} par an) permettront de contraindre fortement le modèle standard et de tester sa validité. \ L'étude de la {it violation directe de CP} dans le canal des mésons {it beaux} chargés est très prometteuse mais délicate tant les probabilités de désintégrations de ces derniers, dans les canaux susceptibles de violer la symétrie {it CP}, sont faibles ($sim 10^{-5}$). D'autre part, l'effet de {it violation de CP directe} attendu est très faible.\ Afin de "concentrer" l'effet de {it violation de CP}, l'idée est d'utiliser des canaux de désintégration du $B$ via différents résonants qui agissent alors comme des "amplificateurs", dans les zones d'interférence significatives.\ Les résultats attendus permettent non seulement d'obtenir une valeur de la {it violation directe} dans le secteur des {it mésons beaux} et donc une universalité de ce phénomène (puisqu'il est attesté dans le secteur de {it l'étrangeté}), mais encore de contraindre très fortement le {it triangle d'unitarité} de la matrice {it CKM} par l'obtention, gr^ace au fait que la désintégration des mésons $B$ fait intervenir un diagramme {it tree} et un diagramme {it pingouin}, du troisième angle de ce triangle, l'angle $gamma$.\ On présente dans cette thèse, dans une première partie, le formalisme permettant l'étude de la violation {it directe de CP} dans les canaux de désintégration $B^{pm} ightarrow R^{0}P^{pm}$ où $R^{0}$ est une résonance pseudo-scalaire, vecteur ou tenseur et $P$, une particule pseudo-scalaire. On étudie tout particulièrement le canal $B^{pm} ightarrow pi^{pm} pi^{mp} K^{pm}$ dont le rapport d'embranchement est $Br(B^{pm} ightarrow pi^{pm} pi^{mp} K^{pm}) sim 5.10^{-5}$, pour différents états résonants intermédiaires : $sigma(600)$ (ou $f_0(600)$), $ ho(770)$, $omega(782)$, $f_0(980)$, $f_2(1270)$, $kappa$ (ou $K^*(800)$), $K^*(892)$ et $K^*_0(1430)$.\ L'analyse complète de ce canal a été réalisée dans l'environnement {it LHCb}. Les résultats montrent que l'on peut obtenir l'angle $gamma$ avec une bonne précision : $100 GeV$ et cela quelle que soit l'hypothèse de masse considérée : egin{eqnarray} ext{Efficacité d'identification} & sim & 90% onumber \ ext{Contamination} & sim & 10% onumber end{eqnarray} oindent Cette méthode, plus rapide en temps de calcul que la méthode globale, fournit des indicateurs statistiques fiables sur les hypothèses de masse. $100 GeV$ et cela quelle que soit l'hypothèse de masse considérée : egin{eqnarray} ext{Efficacité d'identification} & sim & 90% onumber \ ext{Contamination} & sim & 10% onumber end{eqnarray} oindent Cette méthode, plus rapide en temps de calcul que la méthode globale, fournit des indicateurs statistiques fiables sur les hypothèses de masse.