
Le Modèle Standard (MS) de la physique des particules décrit la nature jusqu’aux échelles d’énergie les plus élevées que nous ayons sondées expérimentalement. Il laisse cependant un certain nombre de questions en suspens; y apporter une réponse permettra d’établir la théorie qui décrit la nature à des énergies encore plus élevées.
Ces questions couvrent un large éventail de sujets de physique théorique et expérimentale, mais elles ont une caractéristique commune : elles trouvent leur origine dans les observations et ne peuvent être formulées qu’avec une compréhension profonde de la théorie quantique des champs.
Axes de recherche
Le groupe de Physique au-delà du Modèle Standard (BSM) de l’IPhT travaille à l’interface entre la théorie quantique des champs et les expériences à haute énergie. Nous cherchons à comprendre l’origine microscopique de la matière noire, des masses de neutrinos et des grandes hiérarchies observées dans les couplages dimensionnels et adimensionnels du MS. Les principaux axes de recherche du groupe sont les suivants :
Contraintes sur les théories effectives des champs
Nous cartographions l’espace des théories effectives afin de comprendre quelles déformations du Modèle Standard sont cohérentes, même en principe, avec les principes fondamentaux de la causalité, de la localité et de l’unitarité. Ce problème peut être formulé comme la recherche de la compréhension des propriétés universelles à basse énergie des amplitudes de diffusion. Comme la théorie de la relativité générale est également une théorie effective, ce programme de recherche trouve des applications en gravité classique et quantique, ainsi qu’en cosmologie.

Recherche expérimentale de la Matière Noire et des Ondes Gravitationnelles

Nous travaillons à la frontière des expériences de précision pour détecter les champs possédant les couplages les plus faibles au MS, y compris la matière noire composée d’axions et les ondes gravitationnelles.
Problèmes de Hiérarchie
Nous construisons des modèles qui expliquent la hiérarchie entre la masse du boson de Higgs, la constante cosmologique et l’échelle beaucoup plus élevée de la gravité quantique, la masse de Planck.
Masses des Neutrinos et Asymétrie Matière-Antimatière
Nous étudions la possibilité de sonder la physique à l’origine des masses des neutrinos au moyen de divers processus, tels que la production de neutrinos stériles lourds aux collisionneurs ou les désintégrations rares des leptons chargés violant la saveur. Nous étudions également les mécanismes susceptibles d’engendrer l’asymétrie matière-antimatière de l’Univers, principalement en relation avec les masses des neutrinos.

Chercheurs permanents
Brando BELLAZZINI
Raffaele Tito D’AGNOLO
Stéphane LAVIGNAC