[en] This thesis has been development in the framework of the ATLAS experiment, one of the main general-purpose detectors of the Large Hadron Collider (LHC) located at CERN. This work has to differentiated parts, starting with the basic description of the physic that involve LHC studies, centred in the top quark. The pair production of the top quark is one of the dominant processes in the proton-proton interactions, after QCD jets and the production of W and Z bosons. Also, the tau particle is described, one of the main ingredients of the physic analysis. After this, the fundamental parts of the LHC accelerator and the ATLAS detector are showed. The next is dedicated to TileCal sub-detector, describing mainly the electronic and the data quality assessment performed during commissioning. This is completed with the description of the TileMUID algorithm, based on TileCal and implemented in the second muon level trigger of ATLAS. These studies contributed to the commissioning of TileCal using cosmic muons taken during the previous period of collisions, showing the correct operation of the detector. The main part of this work is the physic analysis, with research concerned to the top quark physic. It starts with the selection of common objects for the whole analysis and the description of the samples used. This is followed by tau identification studies, with the calculation of tau-misidentification probabilities using γ +jets samples. The purpose of this study is to choice the best tau identification algorithm for the measurement of the cross-section. In the next, the calculation of the scale factors of Z background is performed, in order to obtain a better agreement between data and Monte Carlo (MC). These numbers are necessaries for the measurement of the cross-section. The description of the event selections and the cutflow study is also shown, with the goal of study the background and maximize the number of events in the signal against the background. Finally, it is presented the measurement of the top quark pair production cross-section in the lepton + tau channel, applying the fitting method to 4,73 fb-1 samples. This method use the TauID technique to separate process from tau leptons (signal) from those with jets that can be misidentified as taus (fake taus), applying a χ2 fit to signal and background samples, allowing to obtain the number of events from the samples and calculate the cross-section. The study of the main systematic uncertainties is also presented, in order to measure with more precision the cross-section in the lepton + tau channel. The result of the measurement agrees with the Standard Model predictions and the previous measurements in the same channel.

[es] La presente tesis se ha desarrollado en el marco del experimento ATLAS, un detector de propósito general y que al igual que los detectores CMS, ALICE y LHCb, se halla ubicado en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), en el Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN). El trabajo se compone de varias partes diferenciadas y comienza con una descripción básica de la física que se estudia en el LHC centrada en el quark top, cuya producción de pares es uno de los procesos dominantes en las interacciones protón-protón, después de los jets de QCD y la producción de los bosones W y Z. También se describe la partícula tau, uno de los principales ingredientes del análisis de física presentado. A continuación se describen las partes fundamentales del acelerador LHC y del detector ATLAS. Lo siguiente se dedica al sub-detector TileCal, centrándose en la electrónica y el proceso de validación de datos utilizado durante la fase de puesta en marcha del detector. También se describe el algoritmo TileMuID, implementado en el nivel-2 del Trigger de Muones de ATLAS y basado en TileCal. Estos estudios contribuyeron a la puesta en marcha de TileCal utilizando datos de muones cósmicos durante el periodo de preparación para colisiones, permitiendo confirmar el correcto funcionamiento del detector. La parte principal de este trabajo corresponde a análisis de física, con investigaciones relacionadas con la física del quark top. Comienza con la selección de objetos comunes a todo el análisis y la descripción de las muestras utilizadas. Continua con estudios sobre la identificación de la partícula tau, en donde se calcula la probabilidad de que un tau sea erróneamente identificado por jets, para lo que se usan muestras de γ +jets, que tienen una gran cantidad de jets provenientes de light-quark. El objetivo de este trabajo es elegir el mejor algoritmo de identificación para la medida de la sección eficaz. A esto le sigue el cálculo de los factores de escala del fondo Z → ll, para conseguir un mayor acuerdo entre muestras de datos y Monte Carlo (MC). Estos números son necesarios para el medida de la sección eficaz. A continuación se presenta la descripción de la selección de eventos y estudio de la tabla de cortes correspondientes a esa selección, con el fin de estudiar el fondo MC y poder maximizar el número de eventos de señal frente al fondo. Por último se presenta la medida de la sección eficaz del par top en el canal leptón +tau, aplicando el método 'fit' a muestras de 4,73 fb-1. Este método usa la técnica TauID, para separar procesos con leptones tau (señal) de aquellos con jets que pueden ser confundidos con taus (falsos taus), mediante un ajuste χ2 a muestras de señal y fondo, que permiten obtener el números de eventos en muestras y poder calcular la sección eficaz. También se realiza un estudio de las incertidumbres sistemáticas para poder medir con más precisión la sección eficaz en el canal leptón + tau, obteniendo un resultado acorde con el Modelo Estándar y con las medidas previas en el mismo canal.