Phénoménologie des bosons de Higgs dans le nMSSM

1. Phénoménologie des bosons de Higgs dans le nMSSM Présentation du projet bibliographique Master 2 de physique théorique de Paris Sous la direction de Pierre Binetruy Julien Baglio

2. Présentation de la supersymétrie Présentation du MSSM Le μ-problem et la motivation du nMSSM Phénoménologie du Higgs dans le nMSSM et sa comparaison avec le MSSM Plan Julien Baglio

3. 3 raisons (parmi d’autres…) : Unification des constantes de couplage Stabiliser la masse du boson de Higgs Fournir un candidat à la matière noire La supersymétrie :pourquoi ? Julien Baglio

4. Échange bosons et fermions et introduction d’un opérateur Q : La supersymétrie :concepts de base Symétrie généralisant les symétries de l’espace-temps, nouvelle algèbre : Julien Baglio

5. A notre échelle, la supersymétrie est donc brisée La supersymétrie :brisure de symétrie Chaque boson possède un superpartenaire fermionique, et vice-versa Dans le cadre du MSSM et du nMSSM, cette brisure est mise à la main : les masses des partenaires supersymétriques sont des paramètres libres du modèle Or par exemple, on ne connaît pas de boson de même charge que l’électron, de même masse, etc… Julien Baglio

6. La supersymétrie :superpotentiel et lagrangien On décrit un modèle supersymétrique à l’aide de superchamps, fonctions de l’espace-temps et des coordonnées de Grassmann θ et On construit des superpotentiels qui engendrent le lagrangien, qui peut ensuite se réécrire avec les composantes des superchamps et leurs interactions : Julien Baglio

7. Présentation de la supersymétrie Présentation du MSSM Le μ-problem et la motivation du nMSSM Phénoménologie du Higgs dans le nMSSM et sa comparaison avec le MSSM Plan Julien Baglio

8. Secteur gaugino-higgsino : mélange de masse donnant naissance aux neutralinos et aux charginos Deux doublets de Higgs pour annuler les anomalies et parce que les superchamps sont chiraux, donc 5 bosons de Higgs ; 2 vev R-parité : particules supersymétriques produites en paires, la plus légère stable (matière noire ?) Le MSSM :sa zoologie Julien Baglio

9. Le MSSM :superpotentiel du MSSM Cela induit notamment les termes suivants pour le secteur des Higgs: Julien Baglio

10. Il y a 4 neutralinos, résultats du mélange des deux higgsinos neutres, du zino et du photino Le MSSM :secteur neutre des Higgs Julien Baglio

11. Il y a 2 charginos, résultats du mélange des deux higgsinos chargés et des winos Le MSSM :secteur chargé des Higgs Julien Baglio

12. Présentation de la supersymétrie Présentation du MSSM Le μ-problem et la motivation du nMSSM Phénoménologie du Higgs dans le nMSSM et sa comparaison avec le MSSM Plan Julien Baglio

13. Rien ne fixe dans le MSSM la valeur du paramètre μ, qui doit être de l’ordre de 102 GeV pour donner un vev de l’ordre de 200 GeV naturellement : qu’est ce qui fixe μ à être du même ordre de grandeur que msoft et non de l’ordre de grandeur de MP? C’est le μ-problem Le μ-problem et le nMSSMproblème du MSSM Le nMSSM : on rajoute un superchamp singulet de Higgs au MSSM, dont le vev va donner un μ effectif Julien Baglio

14. Nouveaux termes dans le superpotentiel et suppression du terme en μ : potentiel scalaire à l’arbre Le μ-problem et le nMSSMle nouveau potentiel scalaire Julien Baglio

15. Deux nouveaux Higgs neutres provenant du singulet S Mélange donnant : Le mélange dépend maintenant des deux nouveaux paramètres κ et λ, qui sont petits (par rapport à MSUSY) pour satisfaire les contraintes expérimentales Le μ-problem et le nMSSMmélange du secteur de Higgs Julien Baglio

16. Le μ-problem et le nMSSMsuperpartenaires des Higgs Mélange avec les superpartenaires des Higgs et du secteur de jauge électrofaible du MSSM dans le cas général : Julien Baglio

17. Présentation de la supersymétrie Présentation du MSSM Le μ-problem et la motivation du nMSSM Phénoménologie du Higgs dans le nMSSM et sa comparaison avec le MSSM Plan Julien Baglio

18. Phénoménologie du nMSSMsecteur des Higgs et corrélations Ainsi le singulet est relativement découplé et la phénoménologie est très proche du MSSM Point important : le nMSSM introduit des corrélations dans le spectre de masse, même avec un fort découplage du singulet Julien Baglio

19. Il y un mélange faible entre les higgsinos et le singlino : le singlino reste un état quasi-pur La grosse différence avec le MSSM : il est possible que le singlino soit le LSP (ce qui induit des corrélations dans le spectre) Phénoménologie du nMSSMsuperpartenaires du secteur scalaire Les recherches du LSP deviennent alors des recherches du nLSP Julien Baglio

20. Phénoménologie du nMSSMle c(M+1)SSM Julien Baglio

21. Phénoménologie du nMSSMle c(M+1)SSM (Djouadi et al, 2008) Un paramètre suffit à décrire le modèle une fois les contraintes expérimentales données Julien Baglio

22. Le nMSSM ou (M+1)SSM permet de résoudre le μ-problem La phénoménologie du nMSSM est proche du MSSM, mais la différence majeure sur le LSP peut modifier les recherches sur ledit LSP Le cNMSSM semble pouvoir être décrit par 1 paramètre, d’autres études phénoménologiques sont nécessaires Conclusion Julien Baglio

23. Supersymmetry and Supergravity - J. Wess et J. Begger, Princeton Series in Physics A SUSY Primer - S. Martin, hep-ph/9709356 (1997) Supersymmetry and the Linear Collider - J. Feng et M. Nojiri, hep-ph/0210390 (2002) Higgs bosons in a non-minimal SUSY model - J. Ellis, J.F. Gunion, H. E. Haber, L. Roszkowski et F. Zwirner, Phys. Rev. D, volume 39 n. 3 (1989) Phenomenology of SUSY models with a singlet - U. Ellwanger, M. Rausch de Traubenberg et C.A. Savoy, hep-ph/9611251v1 (1996) The constrained next-to-minimal SUSY standard model, A. Djouadi, U. Ellwanger et A.M. Teixeira, arXiv:0803.0253v1 (2008) Références Julien Baglio

24. Mélange Supplément La section efficace de ce diagramme dépend d’une quantité Julien Baglio