Le Higgs et le Quark top dans le formalisme des relations de dispersion et le modèle standard

Abstract

Le Higgs est la seule particule du modèle standard qui résiste encore à la découverte. Ainsi le mécanisme de la brisure spontanée de la symétrie électrofaible qui fait intervenir le champ scalaire de Higgs pour générer les masses des bosons et des fermions, reste un mystère de la physique des particules. Dans cette thèse, on explore de manière approfondie ce secteur scalaire du modèle standard o`u réside le Higgs ainsi que les autres Gold stones. Et pour réaliser cette tâche, les meilleures sondes sont d’une part les bosons vecteurs massifs avantages par leurs couplages au Higgs et par le fait que leurs modes longitudinaux représentent les Gold stones; et d’autre part le quark top avantage par sa masse qui est de l’ordre de grandeur de l’échelle de la brisure de la symétrie électrofaible, lui conférant ainsi un fort couplage de Yukawa, d’où sa très grande sensibilité au secteur de la brisure de symétrie. La masse du Higgs étant inconnue, on balaie alors tout le spectre. Ainsi, dans un premier volet, on s’intéresse au cas du Higgs léger et moyennement lourd. Et comme pour pouvoir déceler, de manière univoque, un signal de nouvelle physique de celui que donnerait le modèle standard, il faut pousser au moins à d’odre de la précision expérimentale, la précision des calculs effectue via le modèle standard. On commence alors par pousser les calculs des sections efficaces électrofaibles et QCD des processus W-W+ ! tt et ZZ ! tt jusqu’`a l’ordre de la boucle. Ceci nécessite au préalable, la renormalisation des secteurs électrofaibles scalaires et spinoriels ainsi qu’une bonne maîtrise des techniques de calcul sous-jacentes. Puis pour faire la part des contributions purement électrofaibles propres aux processus d’intérêts, on établit une formule analytique permettant de quantifier la contribution photonique universelle. Ensuite, pour voir comment peut se révéler un signal de nouvelle physique, on traite l’influence sur les sections efficaces différentielles angulaires, d’opérateurs effectifs paramétrant le secteur de la brisure de la symétrie. Pour enfin inclure les faisceaux de bosons vecteurs massifs dans une approche fonction de structure pour une phénoménologie au plus puissant collisionneur hadronique d’aujourd’hui qui vient d’être lance: le LHC (Large Hadron Collider) et au collisionneur lépontique du futur proche: l’ILC (International Linear Collider).