La voie des saveurs hadroniques et leptoniques vers la nouvelle physique

The path of hadronic and leptonic flavors towards new physics

• Auteur / Autrice : Claire Chevallier
• Direction : Asmâa Abada, Damir Becirevic
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique des particules
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulat
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique des deux Infinis Irène Joliot-Curie
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Modèle Standard

Méthodes non-perturbatives

Physique des Particules

Théorie effective

Saveurs

Symétries et modèles

Symmetries and models

Standard Model

Particle Physics

Effective theory

Flavors

Nonperturbative method

Résumé

Alors que le secteur de jauge du modèle standard (SM) est fixé par la symétrie, le secteur de saveur est libre et, par conséquent, la plupart des paramètres du lagrangien du SM sont liés à la saveur. En tant que paramètres, ils sont déterminés par une comparaison détaillée entre les informations théoriques et expérimentales sur l'ensemble d'observables spécifié de manière pratique. Malgré les progrès considérables réalisés dans ce domaine, nous ne savons toujours pas pourquoi il existe trois générations de quarks et trois générations de leptons. La hiérarchie des masses des fermions n'est pas expliquée. On ne sait pas pourquoi le schéma de mélange (hiérarchique) entre les quarks est très différent de celui entre les leptons. Pour répondre à toutes ces questions, il faut nécessairement aller au-delà du modèle standard et étudier son impact sur toutes les observables actuellement recherchées, que ce soit à haute ou à basse énergie. Une multitude de données expérimentales concernant la saveur, recueillies à la fois à basse et à haute énergie, peuvent être utiles pour construire un scénario de nouvelle physique qui pourrait nous rapprocher de la réponse aux questions susmentionnées. En outre, étant donné que la phase de violation de CP du secteur des quarks est trop petite pour expliquer l'asymétrie des baryons dans l'univers, les phases du secteur des leptons, ainsi que de nouvelles sources supplémentaires de violation de CP provenant du secteur de la nouvelle physique, rendent la baryogenèse possible par le biais de la leptogenèse.

While the gauge sector of the Standard Model (SM) is fixed by symmetry, the flavor sector is loose and therefore most of the parameters of the SM Lagrangian are related to flavor. Being parameters, they are determined through a detailed comparison between theoretical and experimental information on the conveniently specified set of observables. Despite a great progress in this field, to this day we have no explanation as to why there are three generations of quarks and three of leptons. There is no explanation of the hierarchy of fermion masses. It is not clear why the (hierarchical) mixing pattern among quarks is very much different from that among leptons. To tackle all these questions one necessarily needs to go beyond the Standard Model and address its impact in all observables currently searched for, be it at high or low energy. A wealth of experimental data involving flavor, gathered both at low and high energy scales, can be helpful in building a scenario of New Physics which could bring us closer to answering the above-mentioned questions. Furthermore, since the CP violating phase of the quark sector is too small to explain the baryon asymmetry of the Universe, the phases of the lepton sector, plus additional new sources of CP violation from the New Physics sector, make baryogenesis possible via leptogenesis.