Cette thèse propose de mesurer pour la première fois de manière cohérente les différents processus rares de production de quarks top en association avec des bosons, dans l’état final avec trois leptons chargés au grand collisionneur de hadrons. La thèse sera basée sur l’analyse du grand lot de données collecté et en cours d’acquisition par l’expérience ATLAS. L’analyse conjointe des processus ttW, ttZ, ttH et 4top où un signal est bruit de fond de l’autre permettra pour la première fois d’avoir des mesures complètes et non biaisées de l’état final avec trois leptons.

Ces processus rares, accessibles récemment au LHC, peuvent sonder les modèles expliquant les anomalies actuelles observées en physique de la saveur. Ces anomalies pourraient être les premiers signes de nouvelle physique au-delà du modèle standard de la physique des particules. Le processus ttH rend également possible l’étude directe du couplage entre le quark top et le boson de Higgs, couplage qui pourrait fournir de nouvelles sources d’asymétrie matière-antimatière. Découvrir des signes de nouvelle physique qui dépasse les limitations du modèle standard et en particulier de nouvelles sources d’asymétrie matière-antimatière est une question fondamentale de la physique des particules à l’heure actuelle.