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RE: La supersymétrie, ses mystères et sa motivation

in La Ruche3 years ago

Ravi d'avoir enfin un vrai commentaire sur ce post ! Merci a toi ! Ca fait plaisir de savoir qu'au moins une personne a lu !

La supersymetrie est très attrayante mais elle rajoute aussi une super quantité de particules non découvertes afin que chaque fermion est son boson équivalent et inversement, du coup comment on fait pour les trouver?

Et oui, rendre une theorique supersymetrique duplique en quelques sortes le contenu en particules. La brisure de supersymetrie fait alors que les nouvelles particules sont toutes beaucoup plus lourdes que les partenaires du Modele Standard. Ce splitting est obligatoire (car pas de signal de supesymetrie legere),

Afin de trouver les partenaires, il faut commencer par les produire. Vu que les partenaires supersymetriques (appeles communement superpartenaires) sont sensibles aux trois interactions fondamentales de la meme facon que les particules du Modele Standard le sont, on peut les produire en collisionneurs. Les taux de production dependent alors des masses (il est plus dur de produire quelque chose de lours que quelque chose de leger) et de la nature de chaque partenaire (est-il sensible a l'interaction fotte ou non, a l'interaction faible, etc.).

Ensuite, une fois produits, les superpartenaires se desintegrent les uns en les autres, du plus lourd au plus leger qui est souvent stable et invisible (matiere noire, quand tu nous tiens). Cela s'accompagne de tout un tas de particules du Modele Standard. Nous avons donc tout un tas de signatures de supersymetrie possibles : plein de particules du Modele Standard et de l'energie manquante emportee par les particules supersymetriques les plus legeres, invisibles, qui ont ete produites.

Au niveau experimental, on regarde alors s'il existe des exces dans les donnees pour ces signatures. Pour le moment, plusieurs dizaines de recherches ne donnent aucun signal... On obtient donc des limites superieures sur les taux de production, et donc des limites inferieures sur les masses supersymemtriques.

Aujourd'hui, la chasse continue.

Est-ce que cela clarifie ?

Il me semble aussi de mémoire que la supersymétrie joue un role important en théorie des cordes (si je me souviens au niveau du nombre de dimension nécessaire pour la faire fonctionner)

Et oui. Les theories des cordes contiennent de la supersymetrie (meme plusieurs supersymetries parfois) et des dimensions spatiales supplementaires. Mais je ne suis pas expert (c'est trop loin de ce que je fais).

A bientot et n'hesite pas a revenir vers moi si tu as besoin de clarifications supplementaires !

Sort:  

Ne jamais désespérer ;) vu que je reprends un peu de temps j'ai décidé de reprendre ma lecture là où je l'avais laissé (car tes posts sont comme un bon plat, faut pas gacher et tout manger hahaha c'est mon côté épicurien qui reprends le dessus).

Je prépare aussi en parallèle mes streams Twitch, là je suis en attente de livraison d'un cable USB pour ma carte d'acquisition afin de pouvoir démarrer.

Sinon merci pour ta réponse (cela me fait penser à un numéro d'illusionniste où à la fin tu te demande où l'objet à disparu). Sur l'un de tes derniers tweet tu parles d'un test de collision de 6.8TeV, combien de TeV faudrait-il pour avoir un taux de production convenable (pour une analyse plus facile) pour ces nouvelles particules?

Ahaha ! Merci encore pour ce deuxieme message qui fait aussi plaisir a lire que le premier.

Sinon merci pour ta réponse (cela me fait penser à un numéro d'illusionniste où à la fin tu te demande où l'objet à disparu). Sur l'un de tes derniers tweet tu parles d'un test de collision de 6.8TeV, combien de TeV faudrait-il pour avoir un taux de production convenable (pour une analyse plus facile) pour ces nouvelles particules?

Le LHC est entre en phase de test pour le 3eme run. Chaque faisceau a vu son energie augmenter de 6.5 TeV a 6.8 TeV. Donc l'energie totale disponible dans les collisions sera legerement superieure a celle du run 2 (qui etait donc a 13 TeV, contre 13.6 TeV pour le run 3).

Ensuite, les taux de production dependent de l'energie disponible. Au LHC, plus elle est grande. plus le taux de production est grand. Mais ca c'est valable pour une masse et un type de particules finales donnes.

A present, soit une energie totale de collision fixee. Ici, plus les masses des particules seront importantes, plus le taux de production sera petit.

Il n'y a donc pas de bonne reponse a ta question vu que la reponse depend de la masse de la particule que tu consideres, et du modele de physique qui predit alors le taux de production en fonction de la masse.

Prenons un exemple relatif au run 2 dans l'image ci-dessous (source : JHEP 03 (2018) 094, CC BY 4.0). L'energie totale est donc fixee a 13 TeV. On ne s'interesse qu'a la courbe du haut.

Il s'agit d'un processus supersymetrique dans lequel on produit deux sleptons (les partenaires des leptons). En rouge, tu vois le taux de production en fonction de la masse des sleptons et qui diminue de plusieurs ordres de grandeur avec la masse qui augmente. Au Run 2, une section efficace de 1 fb (le 1 sur l'axe des y) correspond a environ 1 evenement avant toute selection. C'est-a-dire : pas grand chose.

Ainsi, en augmentant le taux de production on va devenir sensible a des particules un peu plus lourdes que celles auxquelles on avait accces avant. On pourra ainsi repousser les limites un petit peu plus loin. De facon plus optimiste, si une particule nouvelle existe, on aura plus de chances de l'observer.

J'espere que tout cela clarifie !

A bientot !