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Standard model of particle physics and beyond

Informations pratiques


Discipline :

Physique

Niveau :

Master 2

Semestre :

S4a

Crédits ECTS :

3

Volume Horaire :

18h Cours

Responsable :

Cedric Delaunay

Université Claude Bernard, Institut de Physique Nucléaire de Lyon

Intervenants :

Cedric Delaunay

Objectif

 

Le Modèle Standard de la physique des particules est la description fondamentale la plus complète de tous les phénomènes non-gravitationnels observés à ce jour. Un succès couronné en 2012 par la découverte au LHC du boson de Higgs qui à la fois confirme cette description et suggère que le domaine de validité du Modèle Standard pourrait s’étendre jusqu’à l’échelle de Planck. Malgré ce succès, le Modèle Standard est très certainement incomplet. En effet, il ne permet pas d’expliquer l’abondance de matière (noire et baryonique) observée dans l’Univers, ni les phénomènes d’oscillation de neutrinos. En outre, le Modèle Standard n’apporte aucun élément de réponse quant à plusieurs questions théoriques, notamment la stabilité de l’échelle électrofaible, l’absence de violation de CP par l’interaction forte ou encore la hiérarchie de masse des quarks et des leptons chargés.
La première partie de ce cours présentera les principales propriétés du Modèle Standard, ce qu’il permet d’expliquer et les questions qu’il laisse en suspens. La seconde partie couvrira les différentes idées théoriques proposées pour compléter le Modèle Standard et ainsi améliorer notre connaissance des interactions fondamentales.

Plan du cours

 

- Introduction au Modèle Standard et à ces principales propriétés : interactions de jauge, brisure de symétrie électrofaible, changements de saveur et violation de la symétrie CP.
- Les lacunes du Modèle Standard : oscillation de neutrino, matière noire, asymétrie matière-antimatière primordiale
- Questions laissées en suspens par le Modèle Standard : stabilité de l’échelle électrofaible, conservation de la symétrie CP dans l’interaction nucléaire forte, origine de la structure de saveur des quarks et des leptons chargés.
- Phénoménologie des théories supersymétriques et introduction au Modèle Standard Supersymétrique Minimal (MSSM).
- Phénoménologie des théories avec dimension d’espace supplémentaire et introduction aux modèles à géométrie plate (ADD) et courbe (RS).
- Introduction aux modèles de Higgs composite
- Matière noire et le miracle du WIMP
- Axion et préservation de la symétrie CP dans l’interaction forte

Langue d'enseignement

Langue du cours déterminée lors de la première séance en fonction de la demande des auditeurs (anglais ou français)

Pré-requis

 théorie quantique des champs et théories de jauge M2Particle physics, Advanced aspects of symmetries

Modalité de l'examen

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