Neutrinos et Cosmologie dans les modèles de Grande Unification : Détection de matière noire supersymétrique, Oscillations et Leptogénèse dans SO(10) - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2002

Neutrinos et Cosmologie dans les modèles de Grande Unification : Détection de matière noire supersymétrique, Oscillations et Leptogénèse dans SO(10)

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Abstract

The problems of dark matter and baryonic asymmetry in cosmology are tackled. In the MSSM framework, the neutralino is the best candidate to cold dark matter. Prospection for neutralino indirect detection by neutrino telescopes like Antares is performed in Grand Unification models including a comparison with direct detection capabilities. In those models, neutrinos fluxes coming from neutralino annihilation at the centre of the Earth are beyond reach of neutrino telescopes. In the universal case, models with a dominant neutralino higgsino fraction are very promising for detection of fluxes coming from the Sun. Relaxing universality in the gaugino sector, especially decreasing M3_GUT gives wider cosmologically interesting regions than the universal case and detection rates several orders of magnitude higher. Leptogenesis by heavy right-handed Majorana neutrino decays is thought to be a good way to achieve baryonic asymmetry. By the see-saw mecanism, those right-handed neutrinos are also the nicest mean to account for neutrinos masses. We have fixed neutrino Dirac sector to up-quark ones by simple Grand Unification group SO(10) inspired relations. We then have pointed out the importance of the less experimentally constrained parameter Ue3 to maximise the resulting asymmetry. Despite this fine tuning, this model is not able to reconcile neutrino oscillation experimental data and the value of the baryonic asymmetry required by Big-Bang nucleosynthesis.
Deux problématiques de la cosmologie sont abordées : la matière noire et l'asymétrie baryonique de l'Univers. Dans le cadre du MSSM, le neutralino est le meilleur candidat à la matière noire froide. Le potentiel de détection indirecte du neutralino par Antares et les télescopes à neutrinos est étudié dans les modèles de Grande Unification et comparé avec les expériences de détection directe. La détection de neutrinos issus de l'annihilation de neutralinos au centre de la Terre dans ces modèles s'avère hors de portée. Dans le cas universel, les modèles où le neutralino comporte une composante higgsino dominante sont très interessants pour les flux en provenance du Soleil. En relachant les relations d'universalité dans le secteur des jauginos, notamment en diminuant M3_GUT , on obtient des régions de densités reliques intéressantes bien plus vastes que dans le cas universel et une forte augmentation des taux de détection de plusieurs ordres de grandeur. Concernant le calcul de l'asymétrie baryonique, la leptogénèse par désintégration de neutrinos droits lourds de Majorana est créditée de fortes potentialités. Ces neutrinos droits sont aussi, par le mécanisme de see-saw, le moyen le plus séduisant pour rendre compte des masses des neutrinos. Nous avons fixé le secteur de Dirac des neutrinos à celui des quarks up par les relations simples inspirées du groupe de Grande Unification SO(10). Nous avons alors mis en évidence l'importance du paramètre le moins contraint expérimentalement Ue3 pour maximiser l'asymétrie. Malgré cet ajustement, il n'est pas possible dans ce modèle de faire concorder les données expérimentales des oscillations avec l'asymétrie baryonique requise par la nucléosynthèse primordiale.
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Cite

Emmanuel Nezri. Neutrinos et Cosmologie dans les modèles de Grande Unification : Détection de matière noire supersymétrique, Oscillations et Leptogénèse dans SO(10). Astrophysique [astro-ph]. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00002641⟩
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