[ca] Aquesta dissertació presenta un ampli espectre d'anàlisis físiques que contenen múltiples leptons i jets etiquetats com a $b$-jets a l'estat final, usant les dades de col·lisions protó-protó a una energia del centre de masses de $\sqrt{s} = 13$ TeV registrats pel detector ATLAS del Gran Col·lisionador d'Hadrons (LHC, per les sigles en anglès). S'utilitza el conjunt de dades del Run 2 complet, que correspon a una lluminositat integrada de 139 fb$^{-1}$. La dissertació s'estructura al voltant de dos eixos principals. El primer eix se centra en el mesurament de la secció eficaç inclusiva i diferencial de la producció associada d'un parell de quarks top i un bosó $W$ (\ttW). Aquesta mesura està molt motivada a causa de les tensions observades a l'anàlisi de les dades per part dels experiments ATLAS i CMS. El modelatge teòric d'aquest procés representa un gran desafiament a causa de correccions d'ordre superior importants, cosa que requereix un gran esforç per aconseguir una simulació precisa d'aquesta contribució. El mesurament es realitza tant de manera inclusiva com a diferencial, on es corregeixen per efectes experimentals diversos observables. La secció eficaç de \ttW es mesura consistentment més alta que la predicció del Model Estàndard (SM, per les sigles en anglès) per un factor de $\mu_{\ttW}$=1.46$^{\,+0.14}_{ \,-0.13}$. El segon eix se centra en la recerca de física més enllà del SM (BSM, per les sigles en anglès) i, en particular, en la cerca de leptoquarks. Els leptoquarks són un dels escenaris BSM més afavorits per descriure les intrigants desviacions reportades a les desintegracions de mesons $B$ per part dels experiments LHCb i les fàbriques de $B$. Aquesta tesi té com a objectiu la producció de leptoquarks en parells amb una massa a l'escala del TeV, cadascun dels quals s'acobla simultàniament amb un quark top i un leptó ($e,\, \mu,\, \tau$- leptó). Aquest esforç es divideix en dues cerques dedicades als estats finals $t\ell t\ell$ i $t\tau t\tau$, respectivament. No es troba un excés significatiu en les dues cerques, i s'estableixen els límits superiors més restrictius fins a la data a la secció eficaç del senyal, així com en la fracció de desintegració, en funció de la massa del leptoquark per a diversos models de leptoquarks escalars i vectorials. En la cerca de $t\ell t\ell$, s'exclou un leptoquark escalar amb una massa d'aproximadament 1.6 TeV amb un nivell de confiança del 95\%, assumint que decau exclusivament en $te$ o $t\mu$. L'exclusió més estricta per a un leptoquark vector arriba als 2.0 TeV. A la cerca $t\tau t\tau$, les exclusions corresponents per als mateixos tipus de leptoquarks escalars i vectorials són d'aproximadament 1.4 TeV i 1.8 TeV, respectivament. Aquestes cerques també es combinen amb altres cerques de leptoquarks a ATLAS, millorant significativament la sensibilitat.

[es] Esta disertación presenta un amplio espectro de análisis físicos que contienen múltiples leptones y jets etiquetados como $b$-jets en el estado final, usando los datos de colisiones protón-protón a una energía del centro de masas de $\sqrt{s} = 13$ TeV registrados por el detector ATLAS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés). Se utiliza el conjunto de datos del Run 2 completo, que corresponde a una luminosidad integrada de 139 fb$^{-1}$. La disertación se estructura a lo largo de dos ejes principales. El primer eje se centra en la medición de la sección eficaz inclusiva y diferencial de la producción asociada de un par de quarks top y un bosón $W$ ($t\bar{t}W$). Esta medida está muy motivada debido a las tensiones observadas en el análisis de los datos por parte de los experimentos ATLAS y CMS. El modelado teórico de este proceso representa un gran desafío debido a correcciones de orden superior importantes, lo cual requiere un gran esfuerzo para lograr una simulación precisa de esta contribución. La medición se realiza tanto de manera inclusiva como diferencial, donde se corrigen por efectos experimentales varios observables. La sección eficaz de $t\bar{t}W$ se mide consistentemente más alta que la predicción del Modelo Estándar (SM, por sus siglas en inglés) por un factor de $\mu_{t\bar{t}W}$=1.46$^{\,+0.14}_{\,-0.13}$. El segundo eje se centra en la búsqueda de física más allá del SM (BSM, por sus siglas en inglés) y, en particular, en la búsqueda de leptoquarks. Los leptoquarks son uno de los escenarios BSM más favorecidos para describir las intrigantes desviaciones reportadas en las desintegraciones de mesones $B$ por parte de los experimentos LHCb y las fábricas de $B$. Esta tesis tiene como objetivo la producción de leptoquarks en pares con una masa en la escala del TeV, cada uno de los cuales se acopla simultáneamente con un quark top y un leptón ($e,\, \mu,\, \tau$-leptón). Este esfuerzo se divide en dos búsquedas dedicadas dirigidas a los estados finales $t\ell t\ell$ y $t\tau t\tau$, respectivamente. No se encuentra un exceso significativo en ambas búsquedas, y se establecen los límites superiores más restrictivos hasta la fecha en la sección eficaz de la señal, así como en la fracción de desintegración, en función de la masa del leptoquark para varios modelos de leptoquarks escalares y vectoriales. En la búsqueda de $t\ell t\ell$, se excluye un leptoquark escalar con una masa de aproximadamente 1.6 TeV con un nivel de confianza del 95\%, asumiendo que decae exclusivamente en $te$ o $t\mu$. La exclusión más estricta para un leptoquark vector alcanza los 2.0 TeV. En la búsqueda $t\tau t\tau$, las exclusiones correspondientes para los mismos tipos de leptoquarks escalares y vectoriales son de aproximadamente 1.4 TeV y 1.8 TeV, respectivamente. Estas búsquedas también se combinan con otras búsquedas de leptoquarks en ATLAS, mejorando significativamente la sensibilidad.