Physique des particules1 Un Peu de Saveur dans le Modèle Standard 0- Journées Jeunes Chercheurs - St-Flour 2008

Physique des particules2 Sommaire Les saveurs dans le Modèle Standard ou l’autre façon d’aborder la brisure de symétrie électrofaible. Le triangle d’Unitarité et la violation de CP. Un peu de saveur: 4 présentations. 0- Journées Jeunes Chercheurs - St-Flour 2008

Physique des particules3 Vous avez déjà exploré dans les précédentes sessions le résultat de l’introduction d’un secteur scalaire dans le Modèle Standard. Il doit exister un boson (dit de Higgs (toujours rajouter Brout et Englert (quand on peut))) que le LEP prédit aux alentours de 100 GeV et exclut au-dessous de 115 GeV. 1- Brisure de symétrie électrofaible Le boson de Higgs est le seul élément du Modèle Standard qui n’a pas été expérimentalement observé. Le mesurer, c’est la raison d’être du LHC.

Physique des particules4 Le boson de Higgs donne la masse aux bosons et aux fermions (quarks et leptons) au travers des couplages de Yukawa mais pas que: Il détermine aussi la manière dont les états propres de masse s’expriment par rapport aux états propres d’interaction faible. Là, comme plus haut pour les masses, rien n’est prédit: 1- Brisure de symétrie électrofaible

Physique des particules5 Etudier la brisure de symétrie électrofaible, c’est en particulier: Comprendre comment la masse vient aux particules élémentaires. Comprendre la(es) matrice(s) de mélange des saveurs. 1- Brisure de symétrie électrofaible

Physique des particules6 La matrice de mélange des quarks (Matrice CKM (Kobayashi et Maskawa, prix Nobel de Physique 2008)) est de dimension 3, complexe et unitaire, donc paramétrable en fonction de quatre paramètres: 3 réels et une phase. Cette phase viole la symétrie CP. Paramétrons: est mesuré à partir des désintégrations semileptoniques des kaons (et des désintégrations  de noyaux). A est mesuré à partir des désintégrations semileptoniques charmée des hadrons beaux. La mesure des deux autres paramètres, c’est le coeur de la Physique des Saveurs. 2- Le triangle d’Unitarité:

Physique des particules7 Parmi les relations d’unitarité de la matrice CKM, l’une est singulièrement intéressante. Elle peut se représenter dans le plan complexe sous forme triangulaire: 2- Le triangle d’Unitarité: Le jeu consiste à surcontraindre le sommet du triangle (MSE) avec autant que possible d’observables lorsqu’un contrôle théorique suffisant existe sur leur prédiction (QCD est sale). Si l’accord est correct, alors on voudra faire la métrologie des paramètres dans le MSE. S’il n’y a pas d’accord, c’est gagné !

Physique des particules8 3- L’œuvre des usines à B : NO COMMENT KM: Prix Nobel de Physique 2008.

Physique des particules9 3- L’œuvre des usines à B : Les usines à mésons beaux asymétriques KEKB (Belle) et PEPII (BaBar) ont été construites pour mesurer l’angle  du triangle d’unitarité: elles ont fait beaucoup plus. Seule manque une mesure suffisamment précise de l’angle . Conclusions: 1) Le mécanisme KM est à l’oeuvre pour décrire les transitions faibles par courant chargés. 2) Le mécanisme KM est la source principale de violation de CP dans les systèmes des particules belles et étranges.

Physique des particules10 4- Quoi faire maintenant ? Ou présentation des exposés Je viens de donner l’impression que le sujet est épuisé. Corrigeons immédiatement le propos: nous ne sommes pas entrés dans une ère de précision (au niveau des mesures électrofaibles que nous fîmes au LEP). Ca aurait été bizarre que la NP soit à O(1). D’un certain point de vue, le travail commence. Donc: 1) Mesurer  dans les désintégrations sans charme des mésons B 0. Jennifer (BaBar-PEPII). 2) Mesurer des boucles. Simon (BaBar-PEPII). 3) Regarder là où le MSE prédit précisément: la phase faible du mélange du B 0 s. Basem (LHCb-LHC). 4) Renverser la table : le temps plutôt que la violation de CP. Marwa (LHCb-LHC).