Unconventional particle behaviours in supersymmetric theories and gravity

par Luc Darmé

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Karim Benakli et de Pietro Slavich.

Soutenue le 09-06-2016

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Physique en Île-de-France (Paris) , en partenariat avec Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Energies / LPTHE (laboratoire) .

Le jury était composé de Geneviève Bélanger, Emilian Dudas, Bertrand Laforge, Yann Mambrini, Veronica Sanz.

  • Titre traduit

    Comportements non-conventionels de particules dans les théories supersymétriques et les théories de gravité


  • Résumé

    Nous étudions dans un premier temps deux théories supersymétriques basées sur la présence de Gauginos de Dirac à travers deux scénarios à la phénoménologie bien distincte. La première, dite de "Fake Split SUSY", se caractérise par un spectre de particules scindé entre une partie à l'échelle électrofaible et l'autre plus lourde. Ces modèles prédisent avec une grande précision la masse du boson de Higgs et sont compatibles avec de nombreux résultats de cosmologie, au prix d'un spectre très peu naturel. La seconde présente un scénario supersymétrique dont l'un des bosons scalaire pourrait être identifié avec la résonance à 750 GeV observée au LHC. Dans un second temps, nous analysons deux comportements non-conventionnels du graviton et de son partenaire supersymétrique, le gravitino. Lorsque la symétrie de Lorentz est brisée par la présence d'un fluide, nous montrons que la pseudo-particule générée par cette brisure, le phonino, devient la composante longitudinale du gravitino et se propage suivant une relation de dispersion non relativiste que nous étudions en détails. Finalement, nous explorons des théories de gravité étendue dans lesquelles, en sus du Lagrangien d'Hilbert-Einstein, nous ajoutons des opérateurs construits à partir de produits de tenseurs de Riemann. En présence d'un fluide, nous prouvons qu'un graviton peut se propager "prestement", une notion reliée celle de vitesse superluminale.


  • Résumé

    We will first focus on supersymmetric theories with Dirac Gaugino masses. We investigate two advantages of such models. First, the possibility to reconcile the measured Higgs mass with an arbitrary large scale of supersymmetry breaking. Second, we show how the scalar singlet present in such models is a sound candidate for a resonance explaining the 750 GeV diphoton excess observed by the LHC experiments. In a second part, we start by discussing the propagation of a massive spin 3/2 state in a fluid (for instance the gravitino when supergravity is coupled to a background fluid). We show that the degrees of freedom corresponding to different helicities travel with different velocities. We then discuss the separate issue of graviton speed in extended gravity theories where the usual Einstein-Hilbert Lagrangian is supplemented by various higher order terms constructed from Riemann tensors.


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