Étude phénoménologique des interactions violant la symétrie de R-parité dans les théories supersymétriques
Résumé
The supersymmetric extension of the Standard Model can contain interactions violating the so-called R-parity symmetry. Such couplings would lead to the lepton and/or baryon number violation and modify deeply the phenomenology of supersymmetry at future particle colliders. We have worked out tests of the R-parity violating interactions. First, we have studied clear signals of the single production of supersymmetric partners of the Standard Model particles, which involves the R-parity violating interactions, in the context of physics at next leptonic and hadronic colliders. The results show that strong sensitivities could be obtained on the soft supersymmetry breaking parameters and indicate the possibility of an improvement of one to two order of magnitude conce rning the present indirect limits on the values of several R-parity violating coupling constants. Besides, it has been verified that the single superpartner production analysis offers the opportunity to reconstruct in a model independent way some superpartner masses with an high accuracy. Secondly, we have studied CP symmetry violation effects, due to the complex phases of R-parity violating coupling constants, in the pair production of either fermions or sfermions of different flavors at future leptonic colliders. We have seen notably that the single top quark production allows to test the CP violation in the hadronic sector. The main conclusion of these works is that complex phases of certain R-parity violating coupling constants could be observed, and in par ticular within a scenario where those couplings would exhibit a strong hierarchy in flavor space.
L'extension supersymétrique du Modèle Standard peut contenir des interactions violant la symétrie dite de R-parité. La présence de tels couplages engendrerait une violation des nombres leptonique et/ou baryonique et modifierait en profondeur la phénoménologie de la supersymétrie auprès des futurs collisionneurs de particules. Nous avons développé des tests des interactions violant la R-parité. D'une part, nous avons étudié des signaux clairs de la production d'un seul partenaire supersymétrique de particule du Modèle Standard, qui implique les couplages violant la R-parité, dans le cadre de la physique aux prochains collisionneurs leptoniques et hadroniques. Les résultats montrent que de fortes sensibilités pourront être obtenues sur les paramètres de brisure douce de la supersymétrie et indiquent la possibilité d'une amélioration d'un à deux ordres de grandeur des limites indirectes actuelles sur les valeurs de plusieurs constantes de couplage violant la R-parité. De plus, il a été vérifié que l'analyse de la production d'un seul superpartenaire offre l'opportunité de reconstruire de façon indépendante du modèle théorique diverse masses de superpartenaires avec une grande précision. D'autre part, nous avons étudié des effets de violation de la symétrie CP aux futurs collisionneurs leptoniques dans la production de paire de fermions de saveurs différentes, ou de leur superpartenaire, permettant de mettre en évidence d'éventuelles phases complexes des constantes de couplage violant la R-parité. Nous avons vu notamment que la production d'un quark top accompagné d'un quark charmé permet de tester la violation de CP dans le secteur hadronique. La conclusion de ces travaux est que les phases complexes de certaines constantes de couplage violant la R-parité pourraient être observées, et plus particulièrement dans un scénario où ces couplages exhiberaient une grande hiérarchie dans l'espace des saveurs
Mots clés
Physique théorique des particules
Phénoménologie de la supersymétrie
Collisionneurs de particules de haute énergie
Violation de la symétrie de R-parité
Production résonante de superpartenaire
Violation de la symétrie CP
Production de paire de (s)fermions
Changement de saveur
Calculs de processus à l'ordre des arbres et des boucles
Simulations Monte Carlo