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Electroweak interactions and introduction to supersymmetry (and beyond)

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

4

Volume Horaire :

21h Cours

Responsable :

Aldo Deandrea

Université Claude Bernard, Institut de Physique Nucléaire de Lyon

Intervenants :

Aldo Deandrea

Language of instruction

The language of the course will be chosen during the first session to meet the audience preference (French or English)

English translation of the following coming soon...

Objectif

Donner les éléments de base des théories de jauge et de la brisure spontanée de symétrie appliquées aux interactions électrofaibles. Modèle de Glashow, Weinberg et Salam. La physique du boson de Higgs. Phénoménologie de la saveur, théorie effective des quarks lourd et légers. Au delà du modèle standard : modèles effectifs à l’échelle électrofaible (par exemple composite Higgs, Little Higgs, dimensions supplémentaires grandes, technicouleur) supersymétrie, unification (le programme pour cette partie sera choisi sur la base des intérêts des participants au cours).

Plan du cours

1. Vers le modèle standard
Théorie de Fermi. Invariance de jauge globale. Invariance de jauge locale. Électromagnétisme. Théorie de Yang-Mills. Masses et champs de jauge. Renormalisabilité

2. Brisure spontanée de symétrie
Brisure spontanée d'une symétrie continue. Théorème de Goldstone. Brisure spontanée d'une symétrie interne. Mécanisme de Higgs.

3. Lagrangien du modèle standard
Secteur de jauge. Secteur de Higgs. Secteur de Dirac. Hypercharge et anomalies. Interactions de Yukawa. Couplages du boson de Higgs. Symétrie custodiale.

4. Le modèle standard
Lagrangien et règles de Feynman. Le théorème d'équivalence. Calculs a l'arbre et à une boucle. Renormalisation de la charge. Observables et données.

5. La physique de la saveur
Trois générations. Changement de saveur en courants chargés et courants neutres. Théorie chirale des quarks légers. Symétries de spin et saveur pour les quarks lourds.

6. Le modèle standard supersymétrique
Lagrangien du multiplet chiral. Interactions du multiplet chiral. Le multiplet vecteur. Lagrangien du multiplet vecteur. Interactions de jauge supersymétriques. Les particules. Le superpotentiel. Brisure souple de la supersymétrie Le secteur de Higgs. Le spectre de masse. Charginos et neutralinos. Le gluino.

7. D'autres théories au delà du modèle standard
Un choix parmi différentes possibilités : modèles effectifs type composite Higgs, Little Higgs, dimensions supplémentaires grandes, technicouleur. Grande unification (SU(5) minimal pour introduire le sujet, éventuellement SO(10) et généralisations supersymétriques)

Pré-requis

Mécanique quantique approfondie M2, éléments de théorie quantique des champs M2, théorie quantique des champs et théories de jauge M2.

Modalité de l'examen

Oral avec présentation détaillé et critique d'un article de recherche en lien avec un modèle des interactions électrofaibles.