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Au-delà du modèle standard
complexe, donnant cinq bosons de Higgs (trois neutres et deux chargés), au lieu d' un
seul dans le modèle standard. Les partenaires supersymétriques des fermions sont les
sfermions (squarks et sleptons) alors que les bosons ont pour partenaires les jauginos (gluino, photino, wino, zino) et les higgsinos. Les jauginos et les higgsinos de
mêmes charges possèdent les mêmes nombres quantiques. Les états physiques sont
généralement des combinaisons linéaires des ces états. Ainsi, photino, zino et higgsinos neutres donnent quatre neutralinos Œ?, 2 , 3 , 4 ) alors que les winos et higginos
chargés conduisent aux quatre charginos Œf 2 ) . Si la supersymétrie était une symé,
trie exacte, les masses des superpartenaires seraient identiques à celles des particules.
Comme de tels objets n' ont pas été observés, c'est que cette symétrie est brisée et les
superpartenaires sont plus massifs que les particules du modèle standard.
La supersymétrie permet de résoudre les problèmes de renormalisation du champ
de Higgs. En effet, les corrections radiatives dues aux boucles de bosons ont un signe
opposé à celles des boucles de fermions. Les contributions des superpartenaires compensent les termes des particules du modèle standard. De plus, le lagrangien impose
la production des particules supersymétriques par paire. La désintégration d 'une particule supersymétrique donne toujours une particule supersymétrique dans l'état final. Ainsi la particule supersymétrique la plus légère doit être stable. Si en plus elle
est électriquement neutre, par exempl e un neutralino ou un sneutrino, cette particule
présente les caractéristiques requises pour la matière noire.
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Figure 1- Compensation des contributions des fermions (à gauche) et des sfermions
(à droite) aux corrections radiatives à la masse du Higgs.
Les théories de dimensions supplémentaires consistent à ajouter des dimensions
spatiales, dans lesquelles seules certaines particules pourraient se propager. Le modèle le plus simple est une extension à cinq dimensions, les coordonnées 1 deviennent
xM = (x 0 , x
1 , x
2 , x3, x
4 ). Ces nouvelles dimensions n'ayant pas d' effet au niveau
macroscopique elles doivent être repliées sur elles-mêmes. La coordonnée x
4 est périodique : x 4 = x et x 4 = x + 2nR sont équivalents. La longueur R est le rayon de compactification qui caractérise la taille de la dimension supplémentaire. Ces concepts,
imaginés dans les années 1920 par Theodor Kaluza puis par Oskar Klein, sont illustrés sur la figure 2.
1. Les coordonnées à cinq dimensions sont notées avec un indice majuscule alors qu'on utilise des
indices grecs pour les quadrivecteurs.
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mêmes charges possèdent les mêmes nombres quantiques. Les états physiques sont
généralement des combinaisons linéaires des ces états. Ainsi, photino, zino et higgsinos neutres donnent quatre neutralinos Œ?, 2 , 3 , 4 ) alors que les winos et higginos
chargés conduisent aux quatre charginos Œf 2 ) . Si la supersymétrie était une symé,
trie exacte, les masses des superpartenaires seraient identiques à celles des particules.
Comme de tels objets n' ont pas été observés, c'est que cette symétrie est brisée et les
superpartenaires sont plus massifs que les particules du modèle standard.
La supersymétrie permet de résoudre les problèmes de renormalisation du champ
de Higgs. En effet, les corrections radiatives dues aux boucles de bosons ont un signe
opposé à celles des boucles de fermions. Les contributions des superpartenaires compensent les termes des particules du modèle standard. De plus, le lagrangien impose
la production des particules supersymétriques par paire. La désintégration d 'une particule supersymétrique donne toujours une particule supersymétrique dans l'état final. Ainsi la particule supersymétrique la plus légère doit être stable. Si en plus elle
est électriquement neutre, par exempl e un neutralino ou un sneutrino, cette particule
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Les théories de dimensions supplémentaires consistent à ajouter des dimensions
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xM = (x 0 , x
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macroscopique elles doivent être repliées sur elles-mêmes. La coordonnée x
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imaginés dans les années 1920 par Theodor Kaluza puis par Oskar Klein, sont illustrés sur la figure 2.
1. Les coordonnées à cinq dimensions sont notées avec un indice majuscule alors qu'on utilise des
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