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AbstractAbstract
[en] The recent discovery of the Higgs boson completes the standard model of particle physics, but no compelling signal for physics beyond the standard model has been observed despite the numerous searches performed by experiments at the Large Hadron Collider (LHC). Nevertheless, the hierarchy problem and the observation of dark matter are compelling arguments to study theories predicting new states at the weak scale, and a main effort has been directed towards understanding the negative search results and their implications for such weak scale new physics scenarios. Simplified models have become a standard in the interpretation of LHC searches for supersymmetry (SUSY), aiming at maximal model independence. More recently a similar approach was adopted for the interpretation of dark matter searches. The success of this approach is due to the fact that the small set of free parameters relates to the observables in LHC searches in a clear way, allowing an efficient optimisation of search strategies. Moreover, generic models can be projected on a simplified model description giving an intuitive understanding of the constraints on the parameter space, and providing a fast test against LHC constraints. As the relation between generic model parameters and simplified models is generally not straightforward, sophisticated computational tools are required to facilitate such a projection. This thesis explores the various aspects of simplified model interpretations of LHC searches and how they can be used to understand the results and bridge the gap between theoretical descriptions and experimental observations. In particular the software tool SMODELS is presented, a tool that automates the mapping of generic models onto SUSY-like simplified model components, and that allows direct tests against corresponding experimental limits in the included database. Under certain assumptions SMODELS can be used to constrain a wide class of new physics models with a dark matter candidate. These assumptions and some explicit tests are discussed in detail, followed by studies of (non-minimal) supersymmetric models using SMODELS for the fast evaluation of constraints from SUSY searches. These studies highlight the capacity as well as the limitations of using simplified model results to study generic models. Finally regarding simplified models for dark matter searches, scenarios with a spin-2 mediator are studied in detail. (author)
[fr]
La decouverte recente du boson de Higgs complete le Modele Standard de la physique des particules, mais aucun signal de nouvelle physique n'a ete observe en depit des nombreuses recherches effectuees par les experiences du Large Hadron Collider (LHC). Cependant le probleme de hierarchie et la presence de matiere noire sont des motivations importantes pour considerer des theories qui predisent de nouveaux etats a l'echelle electro-faible, de fait, de nombreux travaux ont ete inities sur l'interpretation des resultats negatifs et leurs implications pour de tels scenarios. Les modeles simplifies sont devenus une norme pour l'interpretation des recherches de supersymetrie (SUSY) au LHC, et plus recemment pour les recherches de matiere noire. Le succes de cette approche vient d'un petit nombre de parametres lies aux observables au LHC de facon claire, ce qui permet une optimisation efficace des strategies de recherche. De plus, les modeles complets peuvent etre projetes sur de tels modeles simplifies ce qui permet une comprehension intuitive des contraintes sur l'espace des parametres et un test rapide des contraintes du LHC. Puisque les relations entre les parametres de modeles generaux et les modeles simplifies ne sont pas en general directes, des outils numeriques sophistiques sont necessaires pour faciliter cette projection. Cette these explore de nombreux aspects de l'interpretation des recherches du LHC par les modeles simplifies et de la facon dont ils sont utilises pour faire le lien entre les observations experimentales et les descriptions theoriques. En particulier le code SMODELS est presente, il permet la decomposition automatique de modeles generaux en modeles simplifies inspires par la SUSY, et de les tester aux contraintes experimentales incluses dans une base de donnees. Sous certaines hypotheses SMODELS peut etre utilise pour contraindre une grande classe de modeles comprenant un candidat a la matiere noire. Ces hypotheses sont discutees en detail et des etudes de modeles supersymetriques (non-minimaux) utilisant SMODELS pour l'evaluation rapide des contraintes experimentales sont presentees. Ces etudes soulignent les avantages ainsi que les limitations de l'utilisation de modeles simplifies. Finalement, concernant les modeles simplifies pour la recherche de matiere noire, des scenarios avec un mediateur de spin-2 sont etudies en detail. (auteur)Original Title
Interpreter les recherches de nouvelle physique au LHC a l'aide de modeles simplifies
Primary Subject
Source
15 Sep 2017; 231 p; 460 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; These Docteur de la Communaute Universite Grenoble Alpes, Specialite: Physique Subatomique et Astroparticules
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
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INIS VolumeINIS Volume
INIS IssueINIS Issue