Phénoménologie et contraintes de collisionneur des modéles supersymétriques à l'ére run 2 du LHC

Phenomenology and collider constraints of Supersymmetric models in the Run 2 era of the LHC

• Auteur / Autrice : Sophie Williamson
• Direction : Mark Goodsell
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique théorique
• Date : Soutenance le 12/09/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique théorique et hautes énergies (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Lydia Roos
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Adam Falkowski
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gudrid Moortgat-Pick, Michael Spannowsky
• DOI : 10.70675/118236e2z949az4469zba29z2422912d464d

Mots clés

Mots clés contrôlés

Supersymétrie

Grand collisionneur de hadrons

Modèle standard (physique)

Bosons de Higgs

Leptons

Mots clés libres

Supersymétrie

Higgs

Physique au-delà du modèle standard

Extension non minimale

Gauginos de Dirac

LHC

Contraintes de collisioneurs

Run 2

Supersymmetry

Higgs

Beyond the standard model

Non-minimal extension

Dirac gauginos

LHC

Collider constraints

Run 2

Résumé

Il a longtemps été pensé que le modèle standard (MS) est une description incomplète de notre univers, mais les résultats expérimentaux obtenus jusqu'à présent ne confirment rien de plus. La supersymétrie minimale, concrétisée par le modèle standard supersymétrique minimal (MSSM), est une extension compétitive du MS et a été bien étudiée, en particulier dans le contexte de modèles simplifiés, au niveau des collisionneurs. Cependant, les techniques de recherche actuelles n'utilisent peut-être pas de manière optimale la capacité du collisionneur à tester l'espace de paramètre accessible. Au lieu d'utiliser un veto statique sur le momentum du jet pour minimiser les processus d'arrière-plan indésirables dans les recherches de signaux, il peut être démontré que l'utilisation d'un veto au jet dynamique construit à partir de plusieurs mesures d'activité hadronique et leptonique peut augmenter le potentiel de découverte des balayages MSSM simplifiés. Dans le même temps, il est indéniable que les limites imposées aux modèles simplifiés ne représentent pas fidèlement des scénarios plus complexes - en particulier les modèles de supersymétrie non minimaux dans lesquels les signatures de désintégration sont modifiées par un spectre plus complexe de chargino et de neutralino. Les gauginos de Dirac (DG) constituent une extension non minimale bien motivée qui semble plus plausible que le MSSM, qui est de plus en plus constraint par les observations. Ce travail peut être divisé en deux parties: (1) il étudie comment le contenu en particules élargi des modèles DG peut modifier les limites actuelles de la masse de gluino et de squark du Run 2 du LHC, et (2) effectue une étude approfondie du secteur de Higgs dans de tels modèles, qui est automatiquement aligné en raison de la supersymétrie étendue qui relie les couplages de Yukawa aux couplages de jauge dans le secteur électrofaible.

It has long been thought that the Standard Model (SM) is an incomplete description of our universe, yet experimental results thus far do not confirm anything beyond it. Minimal supersymmetry, embodied by the minimal supersymmetric standard model (MSSM), is a competitive extension of the SM and has been well investigated, especially in the context of simplified models, at colliders. However, current search techniques may not be making optimal use of the collider's ability to test the accessible parameter space. Instead of using a static veto on jet momentum to minimise undesirable background processes in signal searches, it can be shown that employing a dynamic jet veto constructed out of several measures of hadronic and leptonic activity can heighten the discovery potential of simplified MSSM scans. At the same time, it cannot be denied that the limits placed on simplified models are not a true representation of more complex scenarios - especially non-minimal supersymmetry models where decay signatures are altered by a more complex chargino and neutralino spectrum. Dirac gauginos (DG) are a well-motivated non-minimal extension that restore the naturalness being lost by the ever more stringent constraints on the MSSM. Here this work looks down two avenues: it (1) investigates how the enlarged particle content of DG models can lead to altered bounds on current gluino and squark mass limits from Run 2 of the LHC, and (2) makes an in depth study of the Higgs sector in such models, which is automatically aligned owing to extended supersymmetry that links the Yukawa couplings to the gauge couplings in the electroweak sector.