Détection de matière noire de type WIMP dans quelques extensions du modèle standard

Detection of WIMP-like dark matter in some extensions of the standard model

• Auteur / Autrice : Andreas Goudelis
• Direction : Abdelhak Djouadi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique théorique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Supersymétrie

Matière noire (astronomie)

Mots clés libres

Phénoménologie de la physique des particules

Physique des astroparticules

Résumé

Cette thèse porte sur la détection de la matière noire dans quelques extensions du Modèle Standard de la physique des particules. La matière noire (MN) est une nouvelle forme de matière dont l'existence a été postulée afin d'expliquer une série d'observations cosmologiques qui sont en désaccord avec les théories existantes de la physique des particules et de la cosmologie. Le premier chapitre de cette thèse présente brièvement quelques éléments de base qui sont indispensables pour travailler sur la matière noire. Dans le deuxième chapitre, nous discutons sur les modes de détection de la matière noire et nous décrivons quelques résultats originaux sur la capacité des expériences respectives de reconstruire quelques propriétés des candidats pour la matière noire. Au troisième chapitre, nous décrivons une solution minimale au problème de la matière noire. Le Modèle Standard de la physique des particules est légèrement étendu pour inclure une particule qui pourrait constituer la masse manquante de l'univers, et la phénoménologie de cette particule est étudiée. Dans le quatrième chapitre, nous présentons une deuxième solution au problème de la matière noire, beaucoup moins minimale et économique. Les modèles qui en découlent (appelés supersymétriques) sont considérablement plus compliqués. Nous étudions la phénoménologie de deux tels exemples. Finalement, un résumé et la conclusion forment un cinquième chapitre. Trois appendices suivent, qui contiennent quelques éléments techniques ainsi qu'un certain nombre des points qui renforcent quelques arguments qui sont donnés dans le corps du texte.

This thesis treats the detection of dark matter in sorne extensions of the Standard Model of particle physics. Dark matter (DM) is a new matter form whose existence was postulated in order to explain a series of cosmological observations that are in disagreement with current theories in particle physics and cosmology. The tirst chapter of this thesis briefly presents sorne basic elements which are indispensible when working on dark matter. Ln the second chapter, we discuss the potential DM detection modes and we present sorne original results concerning the capacity of the respective experiments to reconstruct some properties of dark matter candidates. Ln the third chapter, we describe a minimal solution to the dark matter problem. The Standard Model of particle physics is slightly extended to accomodate a particle that could constitute the missing mass of the universe and the phenomenology of this particle is studied. Ln the fourth chapter, we present a second solution to the dark matter problem, this time much less minimal or economical. The resulting models (which are called supersymmetric) are considerably more complicated. We study the phenomenology of two such examples. Finally, a summary and sorne conclusions form a fifth chapter. Three appendices follow, containing sorne technical elements as well as a certain number of points aiming at corroborating a few arguments given in the main text.