Étude des transitions de phases dans le modèle de Higgs abélien en (2+1) dimensions et l'effet du terme de Chern-Simons

Nous avons investigué, via les simulations de Monte Carlo, les propriétés non-perturbatives du modèle de Higgs abélien en 2+1 dimensions sans et avec le terme de Chern-Simons dans la phase de symétrie brisée, en termes de ses excitations topologiques: vortex et anti-vortex. Le but du présent travail est de rechercher les phases possibles du système dans ce secteur et d'étudier l'effet du terme de Chern-Simons sur le potentiel de confinement induit par les charges externes trouvé par Samuel. Nous avons formulé une description sur réseau du modèle effectif en utilisant une tesselation tétraédrique de l'espace tridimensionnel Euclidien pour générer des boucles de vortex fermées. En présence du terme de Chern-Simons, dans une configuration donnée, nous avons formulé et calculé le nombre d'enlacement entre les différentes boucles de vortex fermées. Nous avons analysé les propriétés du vide et calculé les valeurs moyennes de la boucle de Wilson, de la boucle de Polyakov à différentes températures et de la boucle de 't Hooft en présence du terme de Chern-Simons. En absence du terme de Chern-Simons, en variant la masse des boucles de vortex, nous avons trouvé deux phases distinctes dans le secteur de la symétrie brisée, la phase de Higgs habituelle et une autre phase caractérisée par l'apparition de boucles infinies. D'autre part, nous avons trouvé que la force entre les charges externes est écrantée correpondant à la loi périmètre pour la boucle de Wilson impliquant qu'il n'y a pas de confinement. Cependant, après la transition, nous avons trouvé qu'il existe toujours une portion de charges externes écrantée, mais qu'après une charge critique, l'énergie libre diverge. En présence du terme de Chern-Simons, et dans la limite de constante de couplage faible de Chern-Simons nous avons trouvé que les comportements de la boucle de Wilson et de la boucle de 't Hooft ne changent pas correspondants à une loi périmètre, impliquant qu'il n'y a pas de confinement. De plus, le terme de Chern-Simons ne contribue pas à la boucle de Wilson.

Étude du potentiel de découverte du boson de Higgs produit via la fusion de bosons vectoriels qq -> qqH -> qq[tauon]⁺[tauon]⁻ par le détecteur ATLAS au LHC

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Énergie des vortex dans un modèle abélien de Higgs en 2+1 dimensions avec un potentiel d’ordre six

Dans ce travail, j’étudierai principalement un modèle abélien de Higgs en 2+1 dimensions, dans lequel un champ scalaire interagit avec un champ de jauge. Des défauts topologiques, nommés vortex, sont créés lorsque le potentiel possède un minimum brisant spontanément la symétrie U(1). En 3+1 dimensions, ces vortex deviennent des défauts à une dimension. Ils ap- paraissent par exemple en matière condensée dans les supraconducteurs de type II comme des lignes de flux magnétique. J’analyserai comment l’énergie des solutions statiques dépend des paramètres du modèle et en particulier du nombre d’enroulement du vortex. Pour le choix habituel de potentiel (un poly- nôme quartique dit « BPS »), la relation entre les masses des deux champs mène à deux types de comportements : type I si la masse du champ de jauge est plus grande que celle du champ sca- laire et type II inversement. Selon le cas, la dépendance de l’énergie au nombre d’enroulement, n, indiquera si les vortex auront tendance à s’attirer ou à se repousser, respectivement. Lorsque le flux emprisonné est grand, les vortex présentent un profil où la paroi est mince, permettant certaines simplifications dans l’analyse. Le potentiel, un polynôme d’ordre six (« non-BPS »), est choisi tel que le centre du vortex se trouve dans le vrai vide (minimum absolu du potentiel) alors qu’à l’infini le champ scalaire se retrouve dans le faux vide (minimum relatif du potentiel). Le taux de désintégration a déjà été estimé par une approximation semi-classique pour montrer l’impact des défauts topologiques sur la stabilité du faux vide. Le projet consiste d’abord à établir l’existence de vortex classi- quement stables de façon numérique. Puis, ma contribution fut une analyse des paramètres du modèle révélant le comportement énergétique de ceux-ci en fonction du nombre d’enroulement. Ce comportement s’avèrera être différent du cas « BPS » : le ratio des masses ne réussit pas à décrire le comportement observé numériquement.

Signatures of doubly charged Higgs in the SU(3)(L) circle times U(1)(N) model at the CERN LHC

The scalar sector of the simplest version of the 3-3-1 electroweak model is constructed with three Higgs triplets only. We show that a relation involving two of the constants of the model, two vacuum expectation values of the neutral scalars, and the mass of the doubly charged Higgs boson leads to important information concerning the signals of this scalar particle.

Searching for doubly charged Higgs bosons at the LHC in a 3-3-1 model

Using a peculiar version of the SU(3)(L) circle times U(1)(N) electroweak model, we investigate the production of doubly charged Higgs boson at the Large Hadron Collider. Our results include branching ratio calculations for the doubly charged Higgs and for one of the neutral scalar bosons of the model. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Neutral Higgs bosons in the SU(3)(L)circle times U(1)(N) model

The SU(3)(L)circle times U(1)(N) electroweak model predicts new Higgs bosons beyond the one of the standard model. In this work we investigate the signature and production of neutral SU(3)(L)circle times U(1)(N) Higgs bosons in the e(-)e(+) Next Linear Collider and in the CERN Linear Collider . We compute the branching ratios of two of the SU(3)(L)circle times U(1)(N) neutral Higgs bosons and study the possibility to detect them and the Z' extra neutral boson of the model.

Doubly charged Higgs through photon-photon collisions in 3-3-1 models

We study the production and signatures of doubly charged Higgs bosons (DCHBs) in the process gamma gamma <-> H(--)H(++) at the e(-)e(+) International Linear Collider and CERN Linear Collider, where the intermediate photons are given by the Weizsacker-Willians and laser backscattering distributions.

Probing doubly charged Higgs bosons in e(+)e(-) colliders at the ILC and the CLIC in a 3-3-1 model

The SU(3)(L) circle times U(1)(N) electroweak model predicts new Higgs bosons beyond the one of the standard model. In this work we investigate the signature and production of doubly charged Higgs bosons in the e(+)e(-) International Linear Collider and in the CERN Linear Collider. We compute the branching ratios for the doubly charged gauge bosons of the model.

Probing neutrino mass with displaced vertices at the Fermilab Tevatron

Supersymmetric extensions of the standard model exhibiting bilinear R-parity violation can generate naturally the observed neutrino mass spectrum as well as mixings. One interesting feature of these scenarios is that the lightest supersymmetric particle (LSP) is unstable, with several of its decay properties predicted in terms of neutrino mixing angles. A smoking gun of this model in colliders is the presence of displaced vertices due to LSP decays in large parts of the parameter space. In this work we focus on the simplest model of this type that comes from minimal supergravity with universal R-parity conserving soft breaking of supersymmetry augmented with bilinear R-parity breaking terms at the electroweak scale (RmSUGRA). We evaluate the potential of the Fermilab Tevatron to probe the RmSUGRA parameters through the analysis of events possessing two displaced vertices stemming from LSP decays. We show that requiring two displaced vertices in the events leads to a reach in m(1/2) twice the one in the usual multilepton signals in a large fraction of the parameter space.

Finding the Higgs boson through supersymmetry

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Search for resonant second generation slepton production at the Fermilab Tevatron

We present a search for supersymmetry in the R-parity violating resonant production and decay of smuons and muon sneutrinos in the channels mu ->chi(0)(1)mu, mu ->chi(0)(2,3,4)mu, and nu(mu)->chi(+/-)(1,2)mu. We analyzed 0.38 fb(-1) of integrated luminosity collected between April 2002 and August 2004 with the D0 detector at the Fermilab Tevatron Collider. The observed number of events is in agreement with the standard model expectation, and we calculate 95% C.L. limits on the slepton production cross section times branching fraction to gaugino plus muon, as a function of slepton and gaugino masses. In the framework of minimal supergravity, we set limits on the coupling parameter lambda(')(211), extending significantly previous results obtained in Run I of the Tevatron and at the CERN LEP collider.

Strength of the trilinear Higgs boson coupling in technicolor models

We discuss the strength of the trilinear Higgs boson coupling in technicolor (or composite) models in a model independent way. The coupling is determined as a function of a very general ansatz for the technicolor self-energy, and turns out to be equal or smaller than the one of the Standard Model Higgs boson depending on the dynamics of the theory. (c) 2006 Published by Elsevier B.V.

Cosmological constraints on an invisibly decaying Higgs

Working in the context of a proposal for collisional dark matter, we derive bounds on the Higgs boson coupling g' to a stable light scalar particle, which we refer to as phion (phi), required to solve problems with small scale structure formation which arise in collisionless, dark matter models. We discuss the behaviour of the phion in the early universe for different ranges of its mass. We find that a phion in the mass range of 100 MeV is excluded and that a phion in the mass range of I GeV requires a large coupling constant, g' greater than or similar to 2, and m(h) less than or similar to 130 GeV in order to avoid overabundance, in which case the invisible decay mode of the Higgs boson would be dominant. (C) 2001 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Observing an invisible Higgs boson

Given its weak coupling to bottom quarks and tau leptons, the Higgs boson may predominantly decay into invisible particles like gravitinos, neutralinos, or gravitons. We consider the manifestation of such an invisibly decaying Higgs boson in weak boson fusion at the CERN LHC. Distinctive kinematic distributions of the two quark jets of the signal as compared to Zjj and Wjj backgrounds allow to restrict the Higgs branching ratio to 'invisible' final states to some 13% with 10 fb(-1) of data, provided events with two energetic forward jets of high dijet invariant mass and with substantial missing transverse momentum can be triggered efficiently. It is also possible to discover these particles with masses up to 480 GeV in weak boson fusion, at the 5 sigma level, provided their invisible branching ratio is close to 100%. (C) 2000 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.