La gravité comme terrain de jeu pour briser la supersymétrie

Gravity as a playground for supersymmetry breaking

• Auteur / Autrice : Yifan Chen
• Direction : Karim Benakli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 10/07/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique théorique et hautes énergies (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Delphine Hardin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Pierre Derendinger, Ignatios Antoniadis
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Joseph Conlon, Laura Covi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Théorie des cordes

Axions

Gravité

Ondes gravitationnelles

Supersymétrie

Mots clés libres

Supersymétrie

Gravitino

Onde gravitationnelle

Axion

Stabilisation des modules

Supersymmetry

Gravitino

Gravitational wave

Axion

Moduli stabilization

Résumé

Une simple extension du modèle standard et de la relativité générale consiste à introduire une particule fondamentale de spin 3/2, car il s’agit de la seule pièce manquante entre les spin 0 et 2. En outre, nous ne connaissons qu’un seul candidat présentant un tel spin du point de vue de la théorie fondamentale, le gravitino, superpartenaire du graviton. Ainsi, l’existence d’un spin fondamental 3/2 pourrait également être une arme à feu de supersymétrie ainsi que la théorie des supercordes. L’axion est un autre candidat intéressant au-delà du modèle standard. Pour le problème du CP puissant, l’une des solutions les plus populaires consiste à introduire un axion. La théorie des cordes prédit des particules générales de type axion avec une gamme de masses plus étendue. Ils peuvent également être des candidats parfaits pour la matière noire. Dans cette thèse, nous discutons de leurs mécanismes de production et des signaux possibles pour la détection. Nous souhaitons également aborder certaines questions dans le cadre de la théorie des cordes, telles que la stabilisation des modules. Les travaux précédents utilisent largement les corrections non perturbatives pour générer le minimum pour les champs de modules, tandis que nous choisissons un chemin différent pour rechercher si le problème Dine-Seiberg peut avoir une solution simple. Nous espérons également répondre à la question: pourquoi notre univers observé est-il à quatre dimensions?

One simple extension of the Standard Model and general relativity is to introduce a fundamental particle with spin 3/2 since it’s the only missing piece between spin 0 and spin 2. Furthermore, we know only one candidate with such a spin from a fundamental theory point of view, the gravitino, superpartner of the graviton. Thus the existence of a fundamental spin 3/2 could also be a smoking gun of supersymmetry as well as Superstring theory. Another interesting beyond Standard Model candidate is the axion. For the strong CP problem, one of the most popular solution is to introduce an axion. General axion-like particles with a broader range of masses are predicted from String theory. They can be perfect cold dark matter candidates as well. In this thesis, we discuss their production mechanisms and possible signals for detection. We also want to address some questions in the framework of String theory like moduli stabilisation. Previous works widely use non-perturbative corrections to generate minimum for moduli fields while we choose a different path to investigate if the Dine-Seiberg problem can have a simple solution. We also hope to answer the question: why our observed universe is four-dimensional?