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L’expérience au Tevatron : Recherche de particules supersymétriques

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1 L’expérience au Tevatron : Recherche de particules supersymétriques
Auguste BESSON (ISN, Grenoble)  doubles productions et R-parité violée Frédéric DÉLIOT (CEA, Saclay)  productions résonantes en R-parité violée Mélissa RIDEL (LAL, Orsay)  squarks et gluinos en R-parité conservée à Fermilab vers Chicago  Collisionneur p-pbar à 2 TeV Forte implication française : Orsay, Paris, Saclay, Grenoble, Marseille, Lyon. JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

2 L’expérience au Tevatron
Introduction L’expérience au Tevatron La Supersymétrie (A.B.) Le Tevatron et le détecteur DØ (M.R.) Hardware : Mesure de pureté de l’Argon liquide (A.B.) Software Reconstruction des jets (M.R.) Reconstruction des muons (F.D.) Physique au Tevatron (F.D.) Auguste BESSON, Frédéric DELIOT, Mélissa RIDEL JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

3 Limites du Modèle Standard (1)
Supersymétrie Limites du Modèle Standard (1) Succès impressionants Insuffisances : Nombre de familles ? Paramètres non fixés : CKM, masses … Brisure de symétrie électro-faible ? Théorie de la gravitation non incluse Théorie effective à basse énergie d’une théorie plus fondamentale. JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

4 Limites du Modèle Standard (2)
Supersymétrie Limites du Modèle Standard (2) Problème de hiérarchie Or Si (GUT) Réglage fin  à 30 décimales… Masse du Higgs effective Masse non corrigée Corrections radiatives Une Nouvelle physique doit apparaître à l’ordre du TeV JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

5 Une symétrie fermion-boson (1)
Supersymétrie Une symétrie fermion-boson (1) Particule Standard  partenaire SUSY mêmes nombres quantiques spin différent de ½ Mêmes masses … mais Expérimentalement aucune particule SUSY détectée La SUSY est une symétrie brisée. JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

6 Construction d’une théorie SUSY
Supersymétrie Construction d’une théorie SUSY Particule Standard  partenaire SUSY Générateurs SUSY : spineurs anti-commutatifs Action invariante sous une transformation susy = le lagrangien se transforme comme une derivée totale. + algèbre SUSY fermé + termes de brisures SUSY “soft” (pas de div.quad.) JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

7 Le problème de hiérarchie résolu
Supersymétrie Le problème de hiérarchie résolu Les corrections radiatives deviennent: Contributions f/b opposées. Même pour des differences de masses de l’ordre de 1 TeV, Les divergences quadratiques disparaissent. Les masses des particules SUSY sont attendues à l’ordre du TeV. JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

8 Convergence des constantes de couplages
Supersymétrie Convergence des constantes de couplages Modèle Standard Modèle SUSY JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

9 Supersymétrie : Nomenclature
Symbole  / Fermion  s-fermion / Boson  suffixe-ino JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

10 Mimimal Supersymmetric Standard Model (MSSM)
Supersymétrie Mimimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) = le plus général. MSSM > 100 paramètres (masses, angles de mélanges, CP violating phases, etc.) Attention à : Flavor Changing Neutral Current (FCNC) Violation CP LSP = Lightest SUSY Particle, généralement JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

11 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel
Supersymétrie Modèle mSUGRA Modèles plus restrictifs  Supergravité (mSUGRA) = Susy locale + gravitation. 5 paramètres: m0 : masse commune des sfermions à l’échelle GUT m1/2 : masse commune des jauginos à l’échelle GUT tan  : rapport des valeurs moyennes dans le vide des doublets de Higgs Sign  : signe du paramètre de mélange des Higgsinos A0 : couplage trilinéaire commun à l’échelle GUT Équations du Groupe de Renormalisation  donne les masses des particules SUSY. JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

12 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel
Supersymétrie R-parité Potentiel SUSY: With  Non conservations des nbs leptoniques ou baryoniques  Définition de la R-parité : Nombre quantique multiplicatif B=nb Baryonique, L=nb Leptonique, S=spin R= +1  particule standard R= -1  particule SUSY Rp conservée : Particules SUSY produites par paires LSP stable  candidat pour la matière sombre. JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

13 Production SUSY au Tevatron
Supersymétrie Production SUSY au Tevatron R-parité conservée (production par paires): Production résonante en RpV: Double production + désintégration LSP en RpV: (-1) q g _ ~ (+1) (+1) (-1) (-1) (+1) (+1) (+1) JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel

14 Qu’est ce qu’il nous faut?
Supersymétrie Qu’est ce qu’il nous faut? un II Mars 2001 Un collisionneur et un détecteur de Démarrage Mars 2001 Électrons Jets B-tagging Muons… Qwritpc, Cx;sd]ds mzxcvbn Un Soft de reconstruction C++ Des données à analyser From the remark of Sherlock Holmes “It's a capital mistake to theorize before you have all the evidence”, it follows that physicists are bad detectives. L ~ 0.5 fb-1 fin 2001 L ~ 2.0 fb-1 fin 2002 JJC, Saumur, dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel


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