Physique au-delà du modèle standard et matière noire

Abstract

Dans la première partie de cette thèse, on a traité le problème d’invariance de jauge de la densité Lagrangienne du Modèle Standard avec la brisure spontanée de la symétrie électro- faible qui consiste en l’introduction d’une nouvelle particule le Higgs, la seule particule du Modèle Standard qui élude encore la détection (les contraintes expérimentales requièrent mH ≥ 77,5 GeV). Ensuite on a étudié divers problèmes expérimentaux et théoriques du SM: le problème de la gravité, le problème de la hiérarchie, et celui de la matière manquante (matière noire), après on a donné une des solutions la plus prometteuse la supersymétrie qui implique un nombre égal des bosons et des fermions. Cette théorie, non vérifiée expérimentalement, présente plusieurs avantages comme la solution du problème de la hiérarchie. De plus, on a traité l’extension minimale du Modèle Standard le MSSM, les différents secteurs du modèle sont présentés et les masses des particules à l’arbre sont dérivées. Dans la deuxième partie on a abordé la prédiction de la densité relique de la matière noire à partir de la physique des particules dans un modèle cosmologique standard dominé par la radiation. De plus on a étudié les deux types de détection des particules de telle matière sombre : la détection directe qui est la détection de l’énergie de recul des nucléons du détecteur à cause de la diffusion élastique de ces deniers avec les particules de la matière noire et la détection indirecte qui est la technique d’observer les radiations produites dans les annihilations de la Matière Noire. Comme candidats de cette matière, on a traité les neutrinos et le sneutrinos, en concluant l’importance de la partie droite des sneutrinos pour qu’ils puissent être des bons candidats. Finalement, ce travail a permis de donner une vision sur le problème de la Matière Noire, le projet pourrait s’orienter vers les calculs de précision dans le cadre de l’extension super-symétrique minimale du Modèle Standard pour avoir des sections efficaces plus précises et par suite une densité relique qui peut expliquer la Matière Noire.