Physique des particules au delà du modèle standard : Matière noire, inflation et saveurs

Particle physics and Cosmology beyond the Standard Model : Inflation, Dark Matter and Flavour

• Auteur / Autrice : Lucien Heurtier
• Direction : Emilian Dudas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matière noire (astronomie)

Particules (physique)

Cosmologie

Résumé

Cette thèse se concentre sur l’étude des aspects de la physique au delà du modèle standard et de ses applications à la cosmologie. Depuis les temps reculés de l’évolution de l’Univers, jusqu’à la supersymétrie de basse énergie et à la phénoménologie des accélérateurs, des travaux variés ont été réalisés utilisant pour la majeure partie une formulation de basse énergie, et ce à des stades différents de l’Histoire de l’Univers. En effet, des modèles d’inflation sont présentés sous l’angle de théories effectives (à un champs) provenant de théories de hautes énergies issues de la supergravité et de la théorie des cordes. De plus, des modèles de matière noire incluant la présence d’une particule médiatrice sont étudiés à l’aide d’opérateurs effectifs de dimensions supérieures, générés explicitement à partir d’une théorie microscopique sous-jacente. De tels modèles semblent expliquer de récentes mesures du spectre de rayons X mesuré dans certains cluster de galaxies. Enfin l’étude des changements de saveurs dans l’extension supersymétrique incluant des jauginos de Dirac du modèle standard prédit des signatures expérimentales qui seront très probablement recherchées lors des prochaines acquisitions du LHC.

This thesis has been focusing on beyond the Standard Model aspects of particle physics and their implication in cosmology. From the early times of the universe evolution, to current low energy supersymmetry and colliders phenomenology, various works have been achieved using mostly an effective, low energy formulation, at several different periods of the Universe History. Namely, models of Inflation are presented as effective single field theories arising from supergravity, string inspired UV completion models. Furthermore, models of dark matter including a mediator particle are studied with the use of effective higher dimensional operators that are generated explicitly from microscopic underlying theories. Such models were able to produce interesting results for explaining recent measurements on the X-rays spectrum of galaxy clusters. Finally, the study of flavour changing processes in the Dirac gaugino supersymmetric extensions of the Standard Model was explored in details, predicting some challenging signatures that are to be searched for at the next run of the LHC.