13 juin 2008Julien Baglio Phénoménologie des bosons de Higgs dans le nMSSM Présentation du projet bibliographique Master 2 de physique théorique de Paris Sous la direction de Pierre Binetruy

13 juin 2008Julien Baglio Plan Présentation de la supersymétrie Présentation du MSSM Le μ-problem et la motivation du nMSSM Phénoménologie du Higgs dans le nMSSM et sa comparaison avec le MSSM

13 juin 2008Julien Baglio La supersymétrie : pourquoi ? 3 raisons (parmi dautres…) : Unification des constantes de couplage Stabiliser la masse du boson de Higgs Fournir un candidat à la matière noire

13 juin 2008Julien Baglio La supersymétrie : concepts de base Échange bosons et fermions et introduction dun opérateur Q : Symétrie généralisant les symétries de lespace-temps, nouvelle algèbre :

13 juin 2008Julien Baglio La supersymétrie : brisure de symétrie A notre échelle, la supersymétrie est donc brisée Chaque boson possède un superpartenaire fermionique, et vice-versa Or par exemple, on ne connaît pas de boson de même charge que lélectron, de même masse, etc… Dans le cadre du MSSM et du nMSSM, cette brisure est mise à la main : les masses des partenaires supersymétriques sont des paramètres libres du modèle

13 juin 2008Julien Baglio La supersymétrie : superpotentiel et lagrangien On décrit un modèle supersymétrique à laide de superchamps, fonctions de lespace-temps et des coordonnées de Grassmann θ et On construit des superpotentiels qui engendrent le lagrangien, qui peut ensuite se réécrire avec les composantes des superchamps et leurs interactions :

13 juin 2008Julien Baglio Plan Présentation de la supersymétrie Présentation du MSSM Le μ-problem et la motivation du nMSSM Phénoménologie du Higgs dans le nMSSM et sa comparaison avec le MSSM

13 juin 2008Julien Baglio Le MSSM : sa zoologie Secteur gaugino-higgsino : mélange de masse donnant naissance aux neutralinos et aux charginos Deux doublets de Higgs pour annuler les anomalies et parce que les superchamps sont chiraux, donc 5 bosons de Higgs ; 2 vev R-parité : particules supersymétriques produites en paires, la plus légère stable (matière noire ?)

13 juin 2008Julien Baglio Le MSSM : superpotentiel du MSSM Cela induit notamment les termes suivants pour le secteur des Higgs:

13 juin 2008Julien Baglio Le MSSM : secteur neutre des Higgs Il y a 4 neutralinos, résultats du mélange des deux higgsinos neutres, du zino et du photino

13 juin 2008Julien Baglio Le MSSM : secteur chargé des Higgs Il y a 2 charginos, résultats du mélange des deux higgsinos chargés et des winos

13 juin 2008Julien Baglio Plan Présentation de la supersymétrie Présentation du MSSM Le μ-problem et la motivation du nMSSM Phénoménologie du Higgs dans le nMSSM et sa comparaison avec le MSSM

13 juin 2008Julien Baglio Le μ-problem et le nMSSM problème du MSSM Rien ne fixe dans le MSSM la valeur du paramètre μ, qui doit être de lordre de 10 2 GeV pour donner un vev de lordre de 200 GeV naturellement : quest ce qui fixe μ à être du même ordre de grandeur que m soft et non de lordre de grandeur de M P ? Cest le μ-problem Le nMSSM : on rajoute un superchamp singulet de Higgs au MSSM, dont le vev va donner un μ effectif

13 juin 2008Julien Baglio Le μ-problem et le nMSSM le nouveau potentiel scalaire Nouveaux termes dans le superpotentiel et suppression du terme en μ : potentiel scalaire à larbre

13 juin 2008Julien Baglio Le μ-problem et le nMSSM mélange du secteur de Higgs Deux nouveaux Higgs neutres provenant du singulet S Mélange donnant : Le mélange dépend maintenant des deux nouveaux paramètres κ et λ, qui sont petits (par rapport à M SUSY ) pour satisfaire les contraintes expérimentales

13 juin 2008Julien Baglio Le μ-problem et le nMSSM superpartenaires des Higgs Mélange avec les superpartenaires des Higgs et du secteur de jauge électrofaible du MSSM dans le cas général :

13 juin 2008Julien Baglio Plan Présentation de la supersymétrie Présentation du MSSM Le μ-problem et la motivation du nMSSM Phénoménologie du Higgs dans le nMSSM et sa comparaison avec le MSSM

13 juin 2008Julien Baglio Phénoménologie du nMSSM secteur des Higgs et corrélations Ainsi le singulet est relativement découplé et la phénoménologie est très proche du MSSM Point important : le nMSSM introduit des corrélations dans le spectre de masse, même avec un fort découplage du singulet

13 juin 2008Julien Baglio Phénoménologie du nMSSM superpartenaires du secteur scalaire Il y un mélange faible entre les higgsinos et le singlino : le singlino reste un état quasi-pur La grosse différence avec le MSSM : il est possible que le singlino soit le LSP (ce qui induit des corrélations dans le spectre) Les recherches du LSP deviennent alors des recherches du nLSP

13 juin 2008Julien Baglio Phénoménologie du nMSSM le c(M+1)SSM

13 juin 2008Julien Baglio Phénoménologie du nMSSM le c(M+1)SSM (Djouadi et al, 2008) Un paramètre suffit à décrire le modèle une fois les contraintes expérimentales données

13 juin 2008Julien Baglio Conclusion Le nMSSM ou (M+1)SSM permet de résoudre le μ-problem La phénoménologie du nMSSM est proche du MSSM, mais la différence majeure sur le LSP peut modifier les recherches sur ledit LSP Le cNMSSM semble pouvoir être décrit par 1 paramètre, dautres études phénoménologiques sont nécessaires

13 juin 2008Julien Baglio Références Supersymmetry and Supergravity - J. Wess et J. Begger, Princeton Series in Physics A SUSY Primer - S. Martin, hep-ph/ (1997) Supersymmetry and the Linear Collider - J. Feng et M. Nojiri, hep-ph/ (2002) Higgs bosons in a non-minimal SUSY model - J. Ellis, J.F. Gunion, H. E. Haber, L. Roszkowski et F. Zwirner, Phys. Rev. D, volume 39 n. 3 (1989) Phenomenology of SUSY models with a singlet - U. Ellwanger, M. Rausch de Traubenberg et C.A. Savoy, hep-ph/ v1 (1996) The constrained next-to-minimal SUSY standard model, A. Djouadi, U. Ellwanger et A.M. Teixeira, arXiv: v1 (2008)

13 juin 2008Julien Baglio Supplément Mélange La section efficace de ce diagramme dépend dune quantité