Supersymmetric phenomenology : polarized collisions and precision calculations

par Josselin Proudom

Thèse de doctorat en Physique subatomique et astroparticules

Sous la direction de Ingo Schienbein et de Benjamin Fuks.

Soutenue le 19-10-2015

à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale physique (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie (Grenoble) (laboratoire) .

Le président du jury était Johann Collot.

Le jury était composé de Aldo Deandrea.

Les rapporteurs étaient Dominik Stöckinger, Roberto Bonciani.

  • Titre traduit

    Phénoménologie des théories supersymétriquescollisions polarisées et calculs de précision : collisions polarisées et calculs de précision


  • Résumé

    Les théories supersymétriques, telles que le Modèle Standard Supersymétrique Minimal, constituent des extensions très populaires du Modèle Standard de physique des particules, et sont activement recherchées au Large Hadron Collider (LHC). Dans cette thèse, nous nous concentrons sur deux aspects de la phénoménologie des théories supersymétriques aux collisionneurs hadroniques de haute-énergie, à savoir les collisions polarisées, et les calculs de précision. Dans un premier temps, nous réalisons une étude au Leading Order (LO), dans laquelle nous montrons comment la présence de faisceaux polarisés (longitudinalement) pourrait nous aider à différencier des modèles de Nouvelle Physique présentant la même signature à l'état final. A titre d'exemple, nous considérons le cas d'une classe particulière de scénarios, menant à la production de monotops, qui correspondent à la production d'un quark top en association avec de l'énergie transverse manquante. Nous présentons nos résultats pour un LHC polarisé à 14 TeV, et pour le récemment proposé Futur Collisionneur Circulaire (FCC), supposé opérer à 100 TeV. Par la suite, nous nous concentrons sur la réalisation de prédictions de précisions pour la production de paires de particules supersymétriques colorées au next-to-leading order (NLO) en QCD supersymétrique, avec ou sans violation non-minimale de saveur, et avec ou sans Parton Shower (PS). Plus particulièrement, nous fournissons les premiers résultats (préliminaires) pour la production de squark-antisquark au NLO en SUSY-QCD avec violation non-minimale de saveur, dans le cas d'un calcul à ordre perturbatif fixe, et considérons dans le contexte de modèles simplifiés la production par paires de particules colorées de type scalaire et Majorana au NLO avec PS


  • Résumé

    Supersymmetric theories, such as the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM), constitute very popular extensions of the Standard Model of particle physics that are extensively searched for at the Large Hadron Collider (LHC). In this thesis, we focus on two specific aspects of the phenomenology of supersymmetric theories at high-energy hadron colliders, namely polarized collisions and precision calculations. First, we perform a Leading Order (LO) study, in which we show how the availability of (longitudinally) polarized proton beams could us help us to disentangle various Beyond the Standard Model (BSM) scenarios exhibiting the same final-state signature. For the sake of illustration, we focus on the case of one particular class of scenarios leading to monotop production, which corresponds to the production of a top quark in association with missing transverse energy. We present our results for a polarized LHC at 14 TeV, and for the recently proposed Future Circular Collider (FCC), supposed to operate at 100 TeV. Then, we concentrate on precise predictions for the pair production of coloured supersymmetric particles at next-to-leading order (NLO) in supersymmetric QCD, with or without Non-Minimal Flavour Violations (NMFV), and with or without matching those predictions with Parton Showers (PS). More specifically, we provide the first preliminary results for squark-antisquark pair production at NLO in SUSY-QCD with NMFV, in the case of a fixed order calculation, and consider in the context of simplified models the pair production of coloured scalar and coloured Majorana particles at NLO matched with PS


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