[ca] Les forces i el contingut de partícules de la natura estan descrits per el Model Estàndard (ME) de física de partícules. Aquest model es va desenvolupar en la segona meitat del segle 20 gràcies al progres tant als aspectes teòrics com a la confirmació experimental de les partícules predites a experiments i col·lisionadors. El descobriment del bosó de Higgs l'any 2012 va representar una confirmació crucial del model i va iniciar una era d'exploració al Gran Col·lisionador d'Hadrons (LHC). Malgrat que l'èxit del ME va ser confirmat, alguns problemes teòrics i experimentals semblen indica que aquesta no pot ser la teoria definitiva. En aquesta tesi s'han seguit alguns dels camins que indiquen desviacions respecte el ME. Després de donar una visió general del ME en el Capítol 1, al Capítol 2 es presentarà un conjunt simple d'extensions escalars del ME, els models de Higgs amb N doblets (NHDM), que contenen N doblets de Higgs amb els mateixos nombres quàntics que els del ME. Aquests models presenten estructures de Yukawa no diagonals, que no poden ser acomodades experimentalment i per tant han d'estar supreses. La manera més general de suprimir aquestes interaccions no-diagonals es l'alineament a l'espai de sabor, descrit al Capítol 2. L'alineament a l'espai de sabor es trenca a nivell llaç (loop level), degut a les correccions quàntiques. Això s'estudiarà al Capítol 6, on mostrem que els models estan fenomenològicament permesos després d'incloure aquestes correccions. Després, al Capítol 7, es farà un ajust global al NHDM amb conservació de CP i amb N=2 doblets, incloent diversos observables teòrics, electrofebles, de sabor i de Higgs. L'ajust es realitza amb el codi HEPfit, presentat al Capítol 5. El segon camí que serà explorat són les anomalies de B carregades. Aquestes anomalies són desviacions respecte de les prediccions del ME en transicions b → c, sent les que apareixen als ràtios RD i RD* les mes interessants. Després d'una visió general de les transicions i els observables rellevants al Capítol 4, es realitzen dos ajustos diferents de teories efectives al Capítol 8. Al primer, es considera el Hamiltonià més general que conté operadors de dimensió sis, treballant amb un conjunt mínim d'assumpcions: la nova física està sols present en la tercera generació de leptons, es pren el límit en qual CP es conserva, no hi ha neutrins lleugers amb quiralitat dextrogira i la ruptura de simetria es realitza de manera lineal. Més tard, les dos últimes assumpcions es relaxen, i els ajustos s'estenen per a incloure operadors que apareixen d'una ruptura de simetria no lineal i operadors descrivint neutrins amb quiralitat dextrogira. El formalisme de teories de camps efectives, seguit a aquesta tesi, es descriu al Capítol 3. Finalment, els acoblaments dels quarks cim i fons s'estudien al Capítol 9. A aquest capítol presentem un ajust global als operadors de dimensió sis rellevants emprant HEPfit. Els límits obtinguts es discuteixen emprant dades de LEP/SLC i LHC. A més, es realitzen projeccions de futurs col·lisionadors, cm ara la fase d'alta lluminositat del LHC i el ILC. L'acoblament de Yukawa del quark top s'estudia en detalla, donant lloc a una determinació del nivell de l'u per cent.

[en] The forces and particle content of nature are described by the Standard Model (SM) of particle physics. This model was developed in the later half of the 20th century thanks to the progress at the theoretical aspects and the confirmation of the predicted particles at experiments and colliders. The discovery of the Higgs boson in 2012 represented a crucial confirmation of the model and initiated an age of exploration at the Large Hadron Collider (LHC). Even though the success of the SM was confirmed, some theoretical and experimental issues seem to indicate that this cannot be the ultimate theory. In this thesis, some of the paths indicating deviations from the SM will be followed. After a general overview of the SM in Chapter 1, a set of simple extensions of the scalar sector of the SM will be presented in Chapter 2, namely the N-Higgs doublet models (NHDMs), containing N Higgs doublets with the same quantum numbers as the SM one. These models present non-diagonal Yukawa couplings, which cannot be accommodated experimentally and therefore need to be suppressed. The most general way for suppressing such non-diagonal interactions is tree-level alignment in flavour space, described in Chapter 2. Flavour alignment is broken at loop level, due to quantum corrections. This is studied in Chapter 6, where we show that models are phenomenologically safe after including these corrections. Then, in Chapter 7 a global fit of a CP-conserving NHDM with N = 2 doublets will be performed, including several theoretical, electroweak, flavour and Higgs observables. The fit will be performed with the code HEPfit, presented in Chapter 5. The second path that will be explored are the charged B-anomalies. These anomalies are deviations with respect to the SM predictions in b → c transitions, with the ones appearing in the ratios RD and RD∗ being the most interesting. After a general overview of the transitions and relevant observables in Chapter 4, two different effective field theory (EFT) fits will be performed in Chapter 8. In the first one, the most general Hamiltonian containing dimensions-six operators is considered, working with a minimal set of assumptions: new physics is only present in the third generation of leptons, the CP-conserving limit is taken, there are no light right-handed neutrinos and electroweak symmetry breaking is linearly realized. Later, the last two assumptions are relaxed, and fits are extended to include operators appearing from non-linear symmetry breaking and operators describing right-handed neutrinos. The EFT approach, followed in the fits, is described in Chapter 3. Finally, the electroweak top and bottom quark couplings will be studied in Chapter 9. In this chapter, we will present a global fit to the relevant effective electroweak dimension- six operators, performed using HEPfit. Bounds will be discussed for these operators using LEP/SLC and LHC data. In addition, prospects on future colliders such as the high- luminosity phase of the LHC and ILC have been set. The top-quark Yukawa coupling will be studied in detail, which leads to a percent-level determination.