Physique de la saveur au-delà du Modèle Standard et dimensions supplémentaires
Résumé
Even if the Standard Model (SM) of particle physics meets and extraordinary experimental success, some fundamental questions remain unanswered (origin of
hierarchies, observed mixing pattern in neutrino and quark sectors...). We need to go beyond the SM and to go beyond new principles/symmetries. The aim of this
thesis is to study phenomenologies of supersymmetric and/or extradimensional models and to look at deviations from the SM, in the flavour sector.
First, we adressed the question of baryon- and lepton-number conservation through R-parity in low-energy supersymmetric models. Precisely, we studied its violation using experimental data and the rare kaon decay K $\to \pi \nu\bar{\nu}$ derive
upper limits on R-parity violating couplings involved in it. In this context we have pointed out the importance of R-parity conserving contributions and their interferences with R-parity violating ones.
In the second part, we studied effects an extra dimension (space-like andcompactifed on several examples: quantum electrodynamics and unification neutrino masses and mixing angles.
Typically, adding an extra dimension reduces the predictive power. However, we are still able to know generic behaviours (order of magnitude predictions).
In particular, we pointed out the possibility of a weak neutrino mixing pattern (CKM-like) at high energy for a signicative and reasonable parameter space.
This opens up new perspectives in the study of flavour symmetries and bonds between quark and leptons.
hierarchies, observed mixing pattern in neutrino and quark sectors...). We need to go beyond the SM and to go beyond new principles/symmetries. The aim of this
thesis is to study phenomenologies of supersymmetric and/or extradimensional models and to look at deviations from the SM, in the flavour sector.
First, we adressed the question of baryon- and lepton-number conservation through R-parity in low-energy supersymmetric models. Precisely, we studied its violation using experimental data and the rare kaon decay K $\to \pi \nu\bar{\nu}$ derive
upper limits on R-parity violating couplings involved in it. In this context we have pointed out the importance of R-parity conserving contributions and their interferences with R-parity violating ones.
In the second part, we studied effects an extra dimension (space-like andcompactifed on several examples: quantum electrodynamics and unification neutrino masses and mixing angles.
Typically, adding an extra dimension reduces the predictive power. However, we are still able to know generic behaviours (order of magnitude predictions).
In particular, we pointed out the possibility of a weak neutrino mixing pattern (CKM-like) at high energy for a signicative and reasonable parameter space.
This opens up new perspectives in the study of flavour symmetries and bonds between quark and leptons.
Malgré le succès expérimental rencontré par le Modèle Standard (MS) de la physique des particules, certains phénomènes (les oscillations de neutrinos) et certaines questions fondamentales (l'origine des hiérarchies entre les différentes échelles caractéristiques) n'y trouvent pas de réponse. Il y a une nécessité d'aller au-delà du MS pour le compléter. Le sujet de cette thèse est d'étudier la phénoménologie des modèles supersymétriques ou extra-dimensionnels et les déviations de leurs prédictions par rapport à celles du MS dans le domaine de la saveur.
Tout d'abord, nous avons abordé la question de la conservation du nombre baryonique et leptonique via la conservation de la symétrie de R-parité dans les modèles supersymétriques de basse énergie. Plus précisément, nous nous sommes placés dans le cas où cette symétrie entre particules et `super'-partenaires n'était pas conservée. En utilisant les données expérimentales disponibles pour la désintégration rare du kaon chargé en une paire de neutrino-antineutrino et un pion chargé, nous avons entre autres obtenu une limite supérieure sur la valeur permise de certains couplages caractérisant la violation de la R-parité. Nous avons montré l'intérêt de prendre aussi en compte les contributions conservant la R-parité, négligées jusqu'alors dans les autres études sur le sujet.
Dans une seconde partie, nous avons étudié l'impact de l'introduction d'une dimension spatiale supplémentaire, repliée sur elle-même. Les exemples choisis concernent l'électrodynamique quantique et l'invariance de jauge, l'unification des forces forte, faible et électromagnétique ainsi que l'origine de la valeur des masses et des angles de mélanges des neutrinos. Dans ce dernier cas, l'étude a été faite dans le cadre du MSSM à 5dimensions. Typiquement, l'introduction de dimensions supplémentaires réduit le pouvoir prédictif. Cependant, des comportements généraux peuvent toujours être établis. Ainsi, nous avons pu mettre en
évidence la possibilité d'un mélange leptonique faible (de type CKM) à haute énergie, pour une région significative et raisonnable de l'espace des paramètres, résultat offrant de nouvelles perspectives pour l'étude de l'origine de la saveur et des liens entre quarks et leptons.
Tout d'abord, nous avons abordé la question de la conservation du nombre baryonique et leptonique via la conservation de la symétrie de R-parité dans les modèles supersymétriques de basse énergie. Plus précisément, nous nous sommes placés dans le cas où cette symétrie entre particules et `super'-partenaires n'était pas conservée. En utilisant les données expérimentales disponibles pour la désintégration rare du kaon chargé en une paire de neutrino-antineutrino et un pion chargé, nous avons entre autres obtenu une limite supérieure sur la valeur permise de certains couplages caractérisant la violation de la R-parité. Nous avons montré l'intérêt de prendre aussi en compte les contributions conservant la R-parité, négligées jusqu'alors dans les autres études sur le sujet.
Dans une seconde partie, nous avons étudié l'impact de l'introduction d'une dimension spatiale supplémentaire, repliée sur elle-même. Les exemples choisis concernent l'électrodynamique quantique et l'invariance de jauge, l'unification des forces forte, faible et électromagnétique ainsi que l'origine de la valeur des masses et des angles de mélanges des neutrinos. Dans ce dernier cas, l'étude a été faite dans le cadre du MSSM à 5dimensions. Typiquement, l'introduction de dimensions supplémentaires réduit le pouvoir prédictif. Cependant, des comportements généraux peuvent toujours être établis. Ainsi, nous avons pu mettre en
évidence la possibilité d'un mélange leptonique faible (de type CKM) à haute énergie, pour une région significative et raisonnable de l'espace des paramètres, résultat offrant de nouvelles perspectives pour l'étude de l'origine de la saveur et des liens entre quarks et leptons.
Domaines
Physique mathématique [math-ph]
Loading...