Radiative corrections in Supersymmetry and applications to the calculation of the relic density beyond leading-order.

Corrections radiatives en Supersymétrie et applications au calcul de la densité relique au-delà de l'ordre dominant.

Guillaume Chalons (1)

1 LAPTH - Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique

This thesis focussed on the evaluation of supersymmetric radiative corrections for processes entering in the calculation of the relic density of dark matter, in the MSSM and the standard cosmological scenario, as well as the impact of the choice renormalisation scheme in the neutralino/chargino sector based on the measure of three physical masses. This study has been carried out with the help of an automatic program dedicated the the computation of physical observables at one-loop in the MSSM, called SloopS. For the relic density calculation we investigated scenarios where the most studied dark matter candidate, the neutralino, annihilates into gauge boson pair. We covered cases where its mass was of the order of hundreds of GeV to 2 TeV. The full set of electroweak and strong corrections has been taken into account, involved in sub-leading channels with quarks. In the case of very heavy neutralinos, two important effects were outlined : the Sommerfeld enhancement due to massive gauge bosons and maybe even more important corrections of Sudakov type.  

Cette thèse porte sur le calcul des corrections radiatives supersymétriques pour des processus entrants dans le calcul de la densité relique de matière noire, dans le MSSM et le scénario cosmologique standard, ainsi que sur l'influence du choix du schéma de renormalisation du secteur des neutralinos/charginos à partir de la mesure de trois masses physiques. Cette étude a été faite à l'aide d'un programme automatique de calcul à une boucle d'observables physiques dans le MSSM, appelé SloopS. Pour le calcul de la densité relique nous nous sommes penchés sur des scénarios où le candidat supersymétrique le plus étudié, le neutralino, se désintégrait en majoritairement en bosons de jauge. Nous avons couvert les cas où sa masse était de l'ordre de quelques centaines de GeV jusqu'à 2 TeV. Cela a nécessité la prise en compte complète des corrections électrofaibles et fortes, impliquées dans des processus sous-dominants impliquant des quarks. Dans le cas des neutralinos très lourds deux effets importants ont été mis à jour : les amplifications de type Sommerfeld dues aux bosons de jauge massifs et peut-être plus important encore des corrections de type Sudakov.

Mots clés: Supersymmetry; Dark Matter; Radiative Corrections; Loop Calculation; Cosmology

Mots clés: Supersymétrie; Matière Noire; Corrections radiatives; Calcul de boucles; Renormalisation; Cosmologie

Domaines: Physique mathématique [math-ph]; Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]; Cosmologie et astrophysique extra-galactique [astro-ph.CO]; Physique des Hautes Energies - Théorie [hep-th]; Physique des Hautes Energies - Phénoménologie [hep-ph]

Guillaume Chalons. Corrections radiatives en Supersymétrie et applications au calcul de la densité relique au-delà de l'ordre dominant.. Physique mathématique [math-ph]. Université de Savoie, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00527244v2⟩