PHYSIQUE DES PARTICULES

Le groupe de physique des particules de l'IPhU travaille à la fois pour obtenir une meilleure compréhension du modèle standard (SM) et pour sonder la physique au-delà du SM (BSM). Deux types de méthodes de recherche de la physique BSM impliquent la détection directe de nouvelles particules telles que prédites par des modèles tels que SUSY, Higgs composite, etc., ou des mesures précises dans le secteur SM où les déviations de la prédiction SM pourraient être liées à la présence d'une nouvelle physique à une échelle supérieure (couplages de Higgs, désintégrations B). Les mesures relatives aux couplages de Higgs et les recherches de nouveaux phénomènes sont au cœur du programme de physique du groupe ATLAS-CPPM, et elles bénéficieront de manière significative, à la fois de l'augmentation attendue de la luminosité du LHC et des mises à niveau du détecteur ATLAS et de l'amélioration ultérieure de ses performances. L'interaction avec les groupes de théorie CPT et IFAC-UM est ici pertinente. Par exemple, le CPT possède une expertise dans la construction de modèles fortement couplés, en collaboration avec des experts de l'IFAC-UM, et dans l'élaboration de prédictions pour le LHC, ainsi que dans les calculs des premiers principes des distributions de nucléons et de partons. 

Cependant, des manifestations indirectes de cette nouvelle physique pourraient déjà se cacher dans les anomalies de saveur lourde et de désintégration rare signalées par Babar, Belle et LHCb ou dans les mesures de précision actuelles et à venir du moment magnétique anormal du muon. Les groupes Belle-CPPM et LHCb-CPPM sont fortement impliqués dans la mesure des désintégrations rares de B et de tau et dans le test de l'universalité des leptons. Les tensions dans ces secteurs seront étudiées en profondeur grâce au programme d'acquisition de données du LHC et du SuperKEKB ainsi qu'aux détecteurs modernisés.  Les groupes CPT et CPPM travaillent en étroite collaboration, se concentrant sur les analyses globales des mesures déterminant les paramètres de la physique de la saveur lourde dans le cadre du SM, sur les études des prédictions précises des observables sensibles de désintégration rare dans le cadre du SM et sur les investigations des extensions du SM responsables d'éventuelles déviations. De plus, grâce à leur expertise en chromodynamique quantique (QCD) sur réseau, en phénoménologie du muon (g-2), en théorie des perturbations et en construction d'extensions du SM, les équipes du CPT et de l'IFAC-UM fourniront la théorie nécessaire pour déterminer si les nouvelles mesures (g-2), à Fermilab et au J-PARC, sont conformes aux attentes du SM et, dans le cas contraire, la théorie permettant d'interpréter ces résultats en termes de nouvelle physique fondamentale. 

Au CPT, des travaux sont en cours pour construire des modèles de matière noire (DM) et de particules de type axion, ainsi que de nouveaux mécanismes de génération de DM. Ces modèles peuvent être testés par des expériences telles que DarkSide et MadMax, des groupes qui ont été récemment fondés au CPPM, ou par des signatures de collision détectables à ATLAS. De plus, ces modèles sont sondés par des recherches indirectes (voir aussi le groupe astroparticules d'IPhU) effectuées dans les expériences CTA et Km3net, en s'appuyant sur les travaux effectués au LAM sur la modélisation du DM dans l'univers.

Liste des principales missions/projets associés à ce thème :
•    Mesures semi-leptoniques avec des mésons D excités à LHCb, par exemple R(D**) .
•    Physique BSM à l'échelle Terascale.
•    Modèles de matière noire.
•    Rupture naturelle de la symétrie électrofaible avec un Higgs composite.
•    Modèles de scie de type II.
•    Supersymétrie.
•    Physique de l'exécution 3.