Phénoménologie du boson de Higgs dans les modèles à dimensions supplémentaires courbes

 

Manuel Toharia Zapata

Collège Dawson

 

Domaine : nature et interactions de la matière

Programme de recherche pour les enseignants de collège

Concours 2015-2016

Le Centre Européen de Recherches Nucléaires (CERN) a annoncé le 4 juillet 2012 la découverte d'une nouvelle particule, détectée au sein du « LHC » (Large Hadron Collider). Cette particule semble être le boson de Higgs, une des pièces manquantes du Modèle Standard (MS). Ce modèle décrit de façon extrêmement précise le monde subatomique, mais est aussi incomplet. Entre autres, il souffre d'un problème théorique dans la partie qui fait appel au mécanisme de Higgs (et à son boson) connu comme le problème de la hiérarchie de masses entre l'échelle de masse électro-faible et l'échelle de masse gravitationnelle (séparées par 15 ordres de grandeur). Les modèles à dimensions supplémentaires courbes s'adressent à cette problématique théorique et de plus essaient d'expliquer les différentes masses des particules élémentaires ainsi que leurs interactions (domaine appelé « physique de la saveur »). Dans ces modèles, le mécanisme de Higgs est incorporé et il donne aussi naissance a un boson de Higgs.

Le but du présent projet de recherche est d'étudier de façon systématique tous les couplages de ce nouveau boson de Higgs ainsi que de souligner les différences avec le boson du MS et indiquer les meilleurs observables à étudier au sein des deux détecteurs de particules du LHC (expériences en cours). Loin d'être un sujet fermé, la phénoménologie du Higgs dans ce type de  modèle est encore un sujet très actif, en particulier dans des modèles plus récents dont la courbure gravitationnelle est plus compliquée. Aucun calcul complet sur la physique du Higgs n'existe dans ces modèles et il est important de combler ce vide au plus vite, pour contribuer aux efforts de discerner exactement quel genre de particule a été découverte en 2012, une fois que les nouvelles données permettent des mesures plus précises.