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Abstract |
Despite its incontestable experimental success, the Standard Model of particle
physics leaves unanswered many fundamental questions like the hierarchy
problem and the origin of dark matter, motivating the study of
physics beyond its scope. The NMSSM is a well-motivated extension of
the SM addressing these two issues. It features a rich phenomenology accessible,
in principle, at the LHC. In particular, the Higgs sector of the
NMSSM is extended with respect to the SM giving rise to six scalars. It is
the aim of this thesis to study the discovery potential of these extra Higgs
bosons at the LHC.
After introducing the NMSSM and its motivation, we first study the discovery
prospects for a scalar lighter than the 125 GeV resonance found at
CERN, reviewing its possible production and detection at the upcoming
runs of the LHC and its possible impact on couplings of the Standard
Model Higgs boson.
Next, prospects for searches via Higgs cascades involving extra light and
heavy Higgs bosons are presented. Detailed studies by means of Monte
Carlo methods are performed, and new dedicated analysis are proposed.
These last results are not confined to the NMSSM and can be interpreted
in a wide class of models.
Malgr´e un succ`es exp´erimental incontestable, le Mod`ele standard (MS)
de la physique des particules laisse de nombreuses questions fondamentales
sans r´eponse, comme le probl`eme de hi´erarchie et l’origine de la
mati`ere noire, motivant l’´etude de la “ nouvelle physique”. Le Next-to-
Minimal Supersymmetric Standard Model (NMSSM) est une extension
tr`es int´eressante du MS r´epondant `a ces deux probl`emes. Il comprend une
riche ph´enom´enologie, en principe accessible au Grand Collisionneur de
Hadrons (LHC). En particulier, son secteur de Higgs est ´etendu par rapport
au MS, g´en´erant six scalaires. Le but de cette th`ese est d’´etudier le
potentiel de d´ecouverte de ces bosons de Higgs suppl´ementaires au LHC.
Apr`es une introduction du NMSSM et de ses motivations, nous ´etudions
d’abord les perspectives de d´ecouverte d’un scalaire, plus l´eger que la
r´esonance `a 125 GeV mise en ´evidence au CERN, en passant en revue ses
possibles modes de production et de d´etection dans les phases `a venir du
LHC, et ses possibles impacts sur les couplages du boson de Higgs du MS.
Ensuite, les perspectives de recherche via les cascades de Higgs, impliquant
des bosons de Higgs suppl´ementaires l´egers et lourds, est pr´esent´ee. Des
´etudes d´etaill´ees au moyen de m´ethodes Monte-Carlo ont ´et´e r´ealis´ees, et
de nouvelles analyses d´edi´ees sont pr´esent´ees. Ces derniers r´esultats ne
sont pas restreints au NMSSM, et peuvent ˆetre interpr´et´es dans une large
classe de mod`eles. |
