Mesure de précision sur le quark top et interprétation par EFT / Top quark precision measurements and EFT interpretation

Personnes impliquées / People involved

Actuellement / current members

R. Madar (responsable / leader)  

Anciens / former members

T. Megy   A. Tnourji  

Description de l'activité

Contexte et motivations

Le Run 2 constitue la dernière montée importante en énergie des collisions proton-proton effectuées au LHC et aucun signe de nouvelle particule ou de nouveaux phénomènes n'a été détecté jusqu'à présent. Par ailleurs, le volume croissant de collisions analysées attendu aux Run 3 et 4 ne permettra qu'un gain modeste de l'échelle d'énergie accessible par l'expérience où ces hypothétiques phénomènes nouveaux se produisent. Dans un contexte où la théorie actuelle décrivant le monde subatomique est complète - depuis la découverte du boson de Higgs, il n'existe aucune incohérence proposant une valeur numérique de l'échelle d'énergie typique où ces nouveaux phénomènes doivent apparaître.
Pour ces différentes raisons, la recherche directe de nouvelle particule peut paraître moins attractive et il est nécessaire de chercher des déviations au Modèle Standard de manière moins directe en testant des propriétés plus fines prédites par la théorie. Les mesures de précisions offrent un cadre naturel pour une telle approche. Les résultats obtenus peuvent alors être interprétés dans le cadre d'une théorie effective des champs (EFT pour Effective Field Theory) qui paramétrise les effets aux énergies mesurables de nouvelles particules bien trop massives pour être produites directement.

Corrélation de spin et polarisation dans la production top-antitop

Lors de la production de paire top-antitop, les deux quarks de la paire ont un état de polarisation qui est prédictible par la théorie ainsi que leur corrélation. Ces corrélations peuvent être modifiées par des effets assez fins tels que des corrections d'ordre supérieur voire même des couplages supplémentaires qui seraient induits par de nouvelles particules trop massives pour être produites au LHC, justement décrits dans le cadre des EFT. Les quarks top ne sont pas directement détectés mais ces propriétés se transmettent aux produits de désintégration du quark top qui, eux, seront détectés. Le groupe est impliqué dans la mesure d'observables sensibles à ces effets de polarisation et de corrélation de spin, ainsi qu'à une interprétation de ces mesures de précision en terme de contraintes de différents coefficients d'EFT.