QCD resummations for gaugino-pair hadroproduction
Resommations QCD pour la production hadronique de paire de jauginos
Résumé
Abstract Weak-scale Supersymmetry (SUSY) is a very well motivated extension of the Standard Model of particle physics. Linking bosons and fermions in an elegant formalism, SUSY allows for a natural solution of the hierarchy problem and for accurate unification of the three Standard Model gauge couplings at a high unification scale. Furthermore, if R-parity is conserved, it provides a convincing candidate for the large amount of cold dark matter observed in the Universe. In the Minimal Supersymmetric Standard Model, this is generally the lightest neutralino, one of the spin-1/2 supersymmetric partners of the electroweak gauge bosons (gauginos) and of the Higgs bosons (Higgsinos), which mix to form four neutral (neutralino) and two charged (chargino) mass eigenstates. After an introduction to supersymmetry, we present the transverse-momentum and threshold resummation formalisms. We then consider the gaugino-pair production at current hadron colliders, i.e. at RHIC, Tevatron and LHC. We study the corresponding effects of polarised initial hadrons and full SUSY-QCD corrections. We finally apply transverse-momentum and threshold resummations to gaugino-pair production, and show that they have important impact on the transverse-momentum and invariant-mass distributions. Throughout these studies, we also investigate the theoretical uncertainties coming from scale and parton-density function variations.
L'ajout de la supersymétrie au Modèle Standard (MS) de la physique des particules est très bien motivée. Reliant les bosons aux fermions dans un formalisme élégant, la supersymétrie propose une solution naturelle au problème de hiérarchie et permet l'unification des trois constantes de couplages du MS à grande échelle d'énergie. De plus, si la R-parité est conservée, elle fournit un candidat naturel pour expliquer la grande quantité de matière noire observée dans l'univers. Dans le MS supersymétrique minimal, c'est généralement le neutralino, l'un des partenaires supersymétriques des bosons électrofaibles (jauginos) et des bosons de Higgs (Higgsinos), qui se mélangent pour former quatre états propres de masses neutres (neutralinos) et deux chargés (charginos). Après une introduction sur la supersymétrie, nous présentons les formalismes de resommation au seuil et en impulsion transverse. Ensuite, nous considérons la production de paires de jauginos aux collisionneurs hadroniques actuellement en marche, i.e. RHIC, Tevatron et LHC. Nous étudions les effets dus à la polarisation des hadrons initiaux et aux corrections QCD supersymétriques complètes. Finalement, nous appliquons les resommations au seuil et en impulsion transverse à la production de paires de jauginos, et nous montrons qu'elles ont un impact important sur les distributions de masses invariantes et d'impulsion transverses. Tout au long de ces études, nous analysons en détail les erreurs théoriques venant des variations d'échelles et des fonctions de densités de partons.
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