JJC, Saumur, 10-15 dec 2000A. Besson, F. Déliot, M. Ridel1 Lexpérience au Tevatron : Recherche de...

JJC, Saumur, 10-15 dec 2000 A. Besson, F. Déliot, M. Ridel 1

L’expérience L’expérience au Tevatron : au Tevatron :Recherche de particules supersymétriquesRecherche de particules supersymétriques

L’expérience L’expérience au Tevatron : au Tevatron :Recherche de particules supersymétriquesRecherche de particules supersymétriques

• à Fermilab vers Chicago Collisionneur p-pbar à 2 TeV

• Forte implication française : Orsay, Paris, Saclay, Grenoble, Marseille, Lyon.

Auguste BESSON (ISN, Grenoble) doubles productions et R-parité violéeFrédéric DÉLIOT (CEA, Saclay) productions résonantes en R-parité violéeMélissa RIDEL (LAL, Orsay) squarks et gluinos en R-parité conservée


L’expérience au TevatronL’expérience au Tevatron

• La Supersymétrie (A.B.)

• Le Tevatron et le détecteur DØ (M.R.)

• Hardware : – Mesure de pureté de l’Argon liquide (A.B.)

• Software– Reconstruction des jets (M.R.)– Reconstruction des muons (F.D.)

• Physique au Tevatron (F.D.)

Auguste BESSON, Frédéric DELIOT, Mélissa RIDELAuguste BESSON, Frédéric DELIOT, Mélissa RIDEL

Introduction


Limites du Modèle Standard (1)Limites du Modèle Standard (1)

• Succès impressionants• Insuffisances :

– Nombre de familles ?– Paramètres non fixés : CKM, masses …– Brisure de symétrie électro-faible ?– Théorie de la gravitation non incluseThéorie effective à basse énergie d’une théorie plus fondamentale.

Supersymétrie


• Problème de hiérarchie

• Or

• Si (GUT)

• Réglage fin à 30 décimales…

Limites du Modèle Standard (2)Limites du Modèle Standard (2)

Supersymétrie

22

0

22

0

2~ mmmm

HH

mH

m0

mH

Masse du Higgs effective

Masse non corrigée

Corrections radiatives

GeV10~ 1615

262

GeV10mH Une Nouvelle physique

doit apparaître à l’ordre du TeV


Une symétrie fermion-boson (1)Une symétrie fermion-boson (1)

• Particule Standard partenaire SUSY– mêmes nombres quantiques– spin différent de ½– Mêmes masses … mais

• Expérimentalement aucune particule SUSY détectée

La SUSY est une symétrie brisée.

Supersymétrie


Construction d’une théorie SUSYConstruction d’une théorie SUSY

• Particule Standard partenaire SUSY

Générateurs SUSY : spineurs anti-commutatifs

– Action invariante sous une transformation susy

= le lagrangien se transforme comme une derivée totale.

+ algèbre SUSY fermé

+ termes de brisures SUSY “soft” (pas de div.quad.)

Supersymétrie

BosonFermionQFermionBosonQ ||;||


Le problème de hiérarchie résoluLe problème de hiérarchie résolu

• Les corrections radiatives deviennent:

• Contributions f/b opposées.

• Même pour des differences de masses de l’ordre de 1 TeV,

Les divergences quadratiques disparaissent.

Supersymétrie

22~

2bb

mmm

Les masses des particules SUSY sont attendues à l’ordre du TeV.


Convergence des constantes de couplages

Convergence des constantes de couplages

Supersymétrie

Modèle Standard Modèle SUSY


Supersymétrie : NomenclatureSupersymétrie : Nomenclature

• Symbole / Fermion s-fermion / Boson suffixe-ino

Supersymétrie

p~


Mimimal Supersymmetric Standard Model (MSSM)Mimimal Supersymmetric Standard Model (MSSM)

• Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) = le plus général.

• MSSM > 100 paramètres (masses, angles de mélanges, CP violating phases, etc.)

Attention à :– Flavor Changing Neutral Current (FCNC)

– Violation CP

• LSP = Lightest SUSY Particle, généralement

Supersymétrie

01

~


Modèle mSUGRAModèle mSUGRAModèles plus restrictifs Supergravité

(mSUGRA) = Susy locale + gravitation.

5 paramètres:• m0 : masse commune des sfermions à l’échelle GUT• m1/2 : masse commune des jauginos à l’échelle GUT• tan : rapport des valeurs moyennes dans le vide des

doublets de Higgs• Sign : signe du paramètre de mélange des Higgsinos• A0 : couplage trilinéaire commun à l’échelle GUT• Équations du Groupe de Renormalisation donne les masses

des particules SUSY.

Supersymétrie


• Potentiel SUSY: With

Non conservations des nbs leptoniques ou baryoniques

Définition de la R-parité : Nombre quantique multiplicatif

B=nb Baryonique, L=nb Leptonique, S=spin

R= +1 particule standard R= -1 particule SUSY

• Rp conservée :– Particules SUSY produites par paires– LSP stable candidat pour la matière sombre.

R-paritéR-paritéSupersymétrie

1)(L2S3B

pR

WWW RpVMSSMSUSY

kjiijkkjiijkkjiijkRpV DDUDQLELLW '''


• R-parité conservée (production par paires):

• Production

résonante en RpV:

• Double production

+ désintégration LSP en RpV:

Production SUSY au TevatronProduction SUSY au TevatronSupersymétrie

llgggqqqpp jijiji

~~,~~,~~,~~,~~,~~,~~ 000

kd

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i'ijk01

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cs

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q g

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q~

_

(+1)

(+1) (+1)

(-1)

(+1)

(+1)

(-1)

(-1)


Qu’est ce qu’il nous faut?Qu’est ce qu’il nous faut?

Supersymétrie

•Un collisionneur et un détecteur

•Un Soft de reconstruction C++

•Des données à analyser

ÉlectronsJetsB-taggingMuons…

de

L ~ 0.5 fb-1 fin 2001L ~ 2.0 fb-1 fin 2002

un II Mars 2001

DémarrageMars 2001

From the remark of Sherlock Holmes “It's a capital mistake to theorize before you have all the evidence”, it follows that physicists are bad detectives.

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