Quelques extensions théoriques du modèle standard et applications

Abstract

Cette thèse traite deux différents aspects ayant trait à la recherche de la nouvelle physique dans le canal de désintégration en deux photons. Elle vise à explorer le modèle des unparticles de Georgi en tant que nouvelle physique par l’étude phénoménologique de la production de diphoton, à la fois dans sa formulation originale et dans son extension en théorie de jauge. Dans le premier aspect nous présenterons nos prédictions pour les signaux de production de diphoton par la médiation des unparticles scalaires et tensorielles, singulets du Modèle Standard, dans les principaux modes de fusion de gluons dans les collisions proton proton auprès du grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN et la diffusion de photons dans les collisions e−e+ au futur collisionneur international lineaire (ILC). Un code FeynCalc a été développé pour générer les amplitudes d’hélicité des processus en questions. Le second aspect aborde la question des unparticles portant des charges du groupe de jauge du Modèle Standard et leurs effets sur les modes de production h → γγ et h → γZ au LHC. La récente découverte du boson de Higgs au LHC ouvre une nouvelle ère dans la physique des particules. Une tâche très importante est d’étudier les propriétés de cette particule en détail et analyser touts les écarts possibles par rapport aux prédictions du Modèle Standard qui pourraient signaler la présence d’une nouvelle physique. Cela nous a donné une motivation pour l’étude du scénario du modèle de jauge des unparticles, en tant que nouvelle physique, pouvant conduire à une amélioration ou supression de la largeur de désintégration dans les modes de production h → γγ et h → γZ au LHC, par des contributions en boucles des unparticles chargés de spin-0 et spin-1/2 qui forment un premier calcul dans la littérature. Un article décrivant une partie des résultats de cette thèse a été publié dans le journal Physical.Letter.B, intitulé : "Enhancement of h → γγ via spin-0 and spin-1/2 charged unparticle loops". This thesis deals with two different aspects related to the search for new physics in the decay channel into two photons. It aims to explore the Georgi unparticle model as new physics by the phenomenological study of the diphoton production, both in its original formulation and in its extension in gauge theory. In the first aspects we present present our predictions for the signals for diphoton production mediated by scalar and tensor unparticles in the main modes of gluon fusion in proton proton collision with the Large Hadron Collider (LHC) at CERN and photon scattering collisions in e−e+ at future International Linear Collider (ILC). A FeynCalc code was developed to generate the amplitudes of helicity process issues. The second aspect addresses the issue of unparticles carrying the Standard Model gauge group charges and their effects on the production mode h → γγ. The recent discovery of the Higgs boson at the LHC opens a new era in particle physics. A very important task is to study the properties of this particle in detail and analyze wholes possible deviations from the predictions of the standard model that could signal the presence of new physics. This provides a motivation for the study of gauge unparticle model scenario which may lead to an an enhancement or suppression in the decay width in the production modes h → γγ and h → γZ at the LHC, through charged unparticle loop contributions of spin-0 and spin-1/2, forming a first calculation in the literature. A paper describing part of the results of this dissertation has been published in the Journal Physical.Letter.B, entitled : :"Enhancement of h → γγ via spin-0 and spin- 1/2 charged unparticle loops". في هذه الاطروحة نعالج جانبين مختلفين متعلقين بالبحث عن فيزياء جديدة في قناة اضمحلال جسيم الهيقز الى فوتونين. إن هدفنا من هذه الاطروحة هو استكشاف نموذج جورجي للّاجسيمات كفيزياء جديدة عن طريق الدراسة الفينومينولوجية لإنتاج فوتونين، سواءا في صيغة هذا النموذج الاصلية أو في امتداده إلى نظرية عيارية. في الجانب الاول نقدم توقعاتنا لنسب المقاطع الفعالة لإنتاج فوتونين بوساطة اللاجسيمات السلمية و التنسورية في النمط الرئيسي لانصهار الغلونات في التصادم بروتون - بروتون في مصادم الهادرونات الكبير ،CERN ب (LHC) و كذا لتشتت الفوتونات في e+e- في المصادم الخطي الدولي المستقبلي نقدم شيفرة .(ILC) FeynCalc التي قمنا بتطويرها بهدف حساب السعات المستقطبة للتفاعلات المعنية. الجانب الثاني يناقش مسألة اللاجسيمات التي تحمل شحنات الزمرة العيارية للنموذج العياري و آثارها على الانماط الانتاجية h → γγ و h → γZ. ان الاكتشاف الاخير لبوزون هيقز في LHC يفتح نافذة على حقبة جديدة في فيزياء الجسيمات. فمن المهم جدا دراسة خصائص هذا الجسيم بالتفصيل و تحليل أي انحراف ممكن عن توقعات النموذج العياري و التي قد تؤشر إلى وجود فيزياء جديدة. إن هذا الامر يعطينا دافعا من أجل دراسة سيناريو نموذج اللاجسيمات العياري الذي قد يؤدي إلى زيادة أو نقصان في عرض الاضمحلال في نمطي الانتاج h → γγ و h → γZ في ،LHC و ذلك عبر مساهمة حلقات اللاجسيمات المشحونة ذات سبين 0 و سبين 1/2، و هذا يشكل اول حساب من نوعه في هذا المجال.