Slides - indico in2p3

0- Journées Jeunes Chercheurs - St-Flour 2008
Un Peu de Saveur dans le
Modèle Standard
Physique des particules
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0- Journées Jeunes Chercheurs - St-Flour 2008
Sommaire
Les saveurs dans le Modèle Standard ou l’autre
façon d’aborder la brisure de symétrie électrofaible.
Le triangle d’Unitarité et la violation de CP.
Un peu de saveur: 4 présentations.
Physique des particules
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1- Brisure de symétrie électrofaible
Vous avez déjà exploré dans les précédentes sessions le résultat de
l’introduction d’un secteur scalaire dans le Modèle Standard.
Il doit exister un boson (dit de Higgs (toujours rajouter Brout et Englert (quand on
peut))) que le LEP prédit aux alentours de 100 GeV et exclut au-dessous de 115
GeV.
Le boson de Higgs est le seul
élément du Modèle Standard qui n’a
pas été expérimentalement observé.
Le mesurer, c’est la raison d’être du
LHC.
Physique des particules
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1- Brisure de symétrie électrofaible
Le boson de Higgs donne la masse aux bosons et aux fermions (quarks et
leptons) au travers des couplages de Yukawa mais pas que:
Il détermine aussi la manière dont les états propres de masse s’expriment par
rapport aux états propres d’interaction faible. Là, comme plus haut pour les
masses, rien n’est prédit:
Physique des particules
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1- Brisure de symétrie électrofaible
Etudier la brisure de symétrie
électrofaible, c’est en particulier:
Comprendre comment la masse
vient aux particules élémentaires.
Comprendre la(es) matrice(s) de
mélange des saveurs.
Physique des particules
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2- Le triangle d’Unitarité:
La matrice de mélange des quarks (Matrice CKM (Kobayashi et Maskawa,
prix Nobel de Physique 2008)) est de dimension 3, complexe et unitaire,
donc paramétrable en fonction de quatre paramètres: 3 réels et une phase.
Cette phase viole la symétrie CP.
Paramétrons:
l est mesuré à partir des désintégrations semileptoniques des kaons
(et des désintégrations b de noyaux).
A est mesuré à partir des désintégrations semileptoniques charmée
des hadrons beaux.
La mesure des deux autres paramètres, c’est le coeur de la Physique
des Saveurs.
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2- Le triangle d’Unitarité:
Parmi les relations d’unitarité de la matrice CKM, l’une est singulièrement
intéressante. Elle peut se représenter dans le plan complexe sous forme
triangulaire:
Le jeu consiste à surcontraindre le
sommet du triangle (MSE) avec
autant que possible d’observables
lorsqu’un contrôle théorique suffisant
existe sur leur prédiction (QCD est
sale).
Si l’accord est correct, alors on
voudra faire la métrologie des
paramètres dans le MSE.
S’il n’y a pas d’accord, c’est gagné !
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3- L’œuvre des usines à B :
NO COMMENT
KM:
Prix Nobel de
Physique
2008.
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3- L’œuvre des usines à B :
Les usines à mésons beaux asymétriques KEKB (Belle) et PEPII
(BaBar) ont été construites pour mesurer l’angle b du triangle
d’unitarité: elles ont fait beaucoup plus. Seule manque une mesure
suffisamment précise de l’angle g.
Conclusions:
1) Le mécanisme KM est à l’oeuvre pour décrire les transitions faibles
par courant chargés.
2) Le mécanisme KM est la source principale de violation de CP dans
les systèmes des particules belles et étranges.
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4- Quoi faire maintenant ? Ou présentation des exposés
Je viens de donner l’impression que le sujet est épuisé. Corrigeons
immédiatement le propos: nous ne sommes pas entrés dans une ère de
précision (au niveau des mesures électrofaibles que nous fîmes au
LEP). Ca aurait été bizarre que la NP soit à O(1). D’un certain point de
vue, le travail commence.
Donc:
1) Mesurer g dans les désintégrations sans charme des mésons B0.
Jennifer (BaBar-PEPII).
2) Mesurer des boucles.
Simon (BaBar-PEPII).
3) Regarder là où le MSE prédit précisément: la phase faible du mélange
du B0s.
Basem (LHCb-LHC).
4) Renverser la table : le temps plutôt que la violation de CP.
Marwa (LHCb-LHC).
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