[ca] Una de les característiques del model estàndard (SM) és la universalitat de l'acoblament electrofeble a tots els sabors de leptó (LFU, per les sigles en anglès). Esta propietat dóna lloc a una simetria de sabor leptònic en el SM, que només es trenca per les diferències en les masses dels leptons amb carrega. Trobar experimentalment violació de LFU (LFUV) seria una clara indicació de la existència de la nova física (NP) més enllà del SM. Hi ha evidències experimentals en desintegracions semileptòniques \bar B\to D^(*) que apunten a la possibilitat que LFUV afecti la transició b\to c\tau^-\bar\nu_\tau. En particular, les raons R_D^(*)=\Gamma(\bar B\to D^(*)\tau^-\bar\nu_\tau)/\Gamma(\bar B\to D^(*)\mu^-\bar\ nu_\mu) mesurat per BaBar, Belle i LHCb mostren una tensió de 3\sigma amb el SM. Si hi ha NP responsable de les discrepàncies anteriors, s'esperaria que també apareguen en altres desintegracions semileptòniques b\to c i, de fet, per a l'observable R_J/\psi, LHCb va informar d'una discrepància d'1,8\sigma amb l'SM. Per als barions, l'anàlisi del \Lambda_b \to \Lambda_c\tau\bar\nu_\tau decay per la col·laboració LHCb acaba de proporcionar un valor de R_\Lambda_c que, tanmateix, està d'acord amb l'SM. Per explicar les dades actuals, i en absència d'una possible extensió única del SM, s'adopta una estratègia fenomenològica i s'utilitza un hamiltonià efectiu que inclou el conjunt complet d'operadors de dimensió 6 que descriuen la transició semileptònica b\to c amb neutrins esquerrans i dretans. La contribució de cada terme ve donada pels anomenats coeficients de Wilson que poden ser complexos i que s'ajusten a les dades. Com a resultat d'aquest procediment d'ajust, diferents escenaris poden portar a una reproducció igualment bona de les ràtios LFU i, aleshores, es necessari utilitzar altres observables per determinar l'extensió NP més plausible. L'objectiu d'aquesta tesi és precisament trobar quins són els observables que millor discriminen entre diferents models de NP. Així, hem desenvolupat un formalisme tensor general i vàlid per qualsevol desintegració hadrònica H_b\to H_c\tau\bar\nu_\tau sempre i quan, no es mesuren les polaritzacions dels hadrons. Com que el tau final és difícil de reconstruir, ens centrarem en els efectes NP en els observables que es poden extreure a partir de la cinemàtica de la partícula carregada que s'origina en la posterior desintegració tau, per a la qual prendrem els següents modes de desintegració \tau\to(\ell\bar\nu_\ell\nu_\tau,\pi\nu_\tau,\rho\nu_\tau), amb \ell=e,\mu. Hem considerat diferents extensions del SM, ajustades a les raons R_D i R_D^* mesurades, i hem avaluat els efectes que cadascun d'aquests models produeixen en tots els observables que es poden extreure de la desintegració seqüencial H_b\to H_c\tau(\ell\bar\nu_\ell\nu_\tau,\pi\nu_\tau,\rho\nu_\tau)\bar\nu_\tau. A més de \bar B\to D^(*), també hem considerat les transicions \bar B_c\to \eta_c, \bar B_c\to J/\psi, \bar B_s\to D_s^(*) i també \Lambda_b \to \Lambda_c, \Lambda_b\to\Lambda_c^*(2595,1/2^-) i \Lambda_b\to \Lambda_c^*(2625,3/2^-) ja que les transicions que impliquen hadrons amb diferents nombres quàntics de paritat i spin mostren una sensibilitat diferent als models NP.

[en] One of the features of the SM is the universality of the electroweak gauge coupling to all lepton flavours (LFU). LFU gives rise to a lepton flavour symmetry in the SM, which is only broken by the differences in the charged lepton masses. The experimental finding of LFU violation (LFUV) would be a clear indication of the existence of new physics (NP) beyond the SM. There exist experimental evidences in \bar B\to D^(*) semileptonic decays that point to the possibility of LFUV affecting the b\to c\tau^-\bar\nu_\tau transition. The ratios R_D^(*)=\Gamma(\bar B\to D^(*)\tau^-\bar\nu_\tau)/\Gamma(\bar B\toD^(*)\mu^-\bar\nu_\mu) measured by BaBar, Belle and LHCb show a 3\sigma tension with the SM. If there is NP responsible for the above discrepancies, one expects they will also show up in other b\to c semileptonic decays and, in fact, for the similar R_J/\psi observable, LHCb reported a 1.8\sigma discrepancy with the SM. For baryons, the analysis of the \Lambda_b \to \Lambda_c \tau\bar\nu_\tau decay by LHCb has just provided a R_\Lambda_c ratio that is however in agreement with the SM. To explain present data, and in the absence of a unique possible extension of the SM, one can adopt a phenomenological strategy and take an effective Hamiltonian that includes the full set of dimension-6 semileptonic b\to c operators with left- and right-handed neutrinos. The strength of each term is governed by complex Wilson coefficients that encode the NP effects and that are fitted to data. As a result of this fitting procedure, different scenarios actually lead to an equally good reproduction of the LFU ratios and, then, other observables are needed to determine the most plausible NP extension. The objective of this thesis is precisely to find which observables are better for discriminating between different NP models. Thus, we have developed a general tensor formalism valid for any H_b\to H_c\tau\bar\nu_\tau decay insofar as the hadron polarizations are not measured. Since the final \tau is difficult to reconstruct, we will focus on NP effects in the observables that can be extracted from the kinematics of the charged particle that originates in the subsequent \tau-decay, for which we will take \tau\to(\ell\bar\nu_\ell\nu_\tau,\pi\nu_\tau,\rho\nu_\tau), with \ell=e,\mu. We have considered different extensions of the SM, fitted to the measured R_D and R_D^* LFU ratios, and evaluate the signatures that each of these NP models produce in all the observables that can be extracted from the sequential H_b\to H_c\tau(\ell\bar\nu_\ell\nu_\tau,\pi\nu_\tau,\rho\nu_\tau)\bar\nu_\tau decays. In addition to \bar B\toD^(*), we also consider \bar B_c\to \eta_c, \bar B_c\to J/\psi, \bar B_s\to D_s^(*) and also \Lambda_b \to \Lambda_c, \Lambda_b\to \Lambda_c^*(2595,1/2^-) and \Lambda_b\to \Lambda_c^*(2625,3/2^-) decays since transitions that involve hadrons with different spin-parity quantum numbers show different sensitivity to NP models.