Résumé grand public

La physique des hautes énergies	La physique des hautes énergies a pour but l'étude des constituants fondamentaux de la matière et de leurs interactions. L'étude des lois les plus fondamentales permet la compréhension de phénomènes plus complexes dans d'autres domaines de la physique ou d'autres sciences. Cela rend possible des applications impensables auparavant.
Quatre forces	Toutes les lois de la physique découlent de quatre forces fondamentales que sont la gravitation, la force électromagnétique et les forces nucléaires forte et faible. Seules les deux premières ont des effets à l'échelle macroscopique, mais toutes contribuent à l'équilibre de la matière et donc à la vie. La physique des hautes énergies permet d'observer ces forces séparément. Les physiciens les étudient en produisant des collisions de particules fondamentales à très haute énergie, par exemple de protons au futur accélérateur LHC au CERN.
Le Modèle Standard	Les résultats de ces expériences sont comparés à une théorie des interactions des particules appelée "Modèle Standard". Celle-ci décrit toutes les particules connues et toutes les forces à l'exception de la gravitation. La théorie est donc incomplète. Un des buts du LHC est de trouver des pistes pour la compléter, par exemple par une théorie plus large qui prédirait à haute énergie d'autres résultats que le Modèle Standard; différences qu'il s'agira de mettre en évidence.
La matière et l'antimatière	L'expérience LHCb, en préparation au LHC, concentre son étude sur les différences entre la matière et l'antimatière. Cette dernière est une sorte de négatif de la matière ayant (presque) les mêmes propriétés, mais toutes les charges électriques opposées. Pour ce faire, LHCb étudie une particule appelée méson B. Les désintégrations de cette particule sont dues à la force faible et sont très sensible à la légère différence entre la matière et l'antimatière. Cette différence, appelée asymétrie (ou violation) CP, est un des phénomènes physiques les plus mal compris à ce jour. Elle explique en partie comment la matière a pris le dessus sur l'antimatière aux tout premiers instants de la formation de l'univers.
Le VeLo	Dans le cadre de cette thèse, nous avons participé au développement d'un détecteur de particules constitué de silicium (le "VeLo"), qui sera une partie du détecteur de LHCb.
Désintégrations très rares du méson B	Nous avons aussi étudié la sensibilité de l'expérience LHCb à des désintégrations très rares du méson B. Celles-ci sont fortement susceptibles d'exhiber un comportement contraire aux prédictions du Modèle Standard. Dans ce cas, cette étude permettra de révéler et de caractériser les limitations de la théorie. Dans le cas contraire, elle permettra de mesurer des paramètres encore mal connus et donc d'affiner le Modèle Standard. Nous avons développé une simulation et une stratégie de sélection de ces événements. Nous montrons que la sensibilité de l'expérience LHCb sera supérieure à celle d'autres expériences actuelles ou futures.

Plus d'informations sur les expériences, accélérateurs et laboratoires cités se trouvent sur la page de liens.
Le premier chapitre de ma thèse donne une introduction plus détaillée (en anglais).