Matière Noire asymetrique et avec auto-interaction – TheIntricateDark

Effets non-perturbatifs dans la théorie des champs quantiques.
Les équations de Boltzmann décrivant l'évolution de la matière noire dans l'univers primitif.
Thermodynamique de l'univers primitif.

Calcul de diverses sections efficaces de formation d'états limites radiatifs.
A montré comment les contraintes de détection indirectes se renforcent quand on considère la formation et la désintégration des états liés instables.
Placé de fortes contraintes sur les modèles de matière noire symétriques avec auto-interaction.
Proposition de matière noire asymétrique comme cadre viable pour la matière noire avec auto-interaction.
A montré que le modèle standard Higgs peut médier une interaction à longue portée entre des particules de quelques centaines de GeV ou plus (amélioration de Higgs).

Le Higgs en tant que médiateur des forces à longue portée

Perspective: Étudier plus avant l'effet à longue portée du Higgs dans divers modèles de matière noire.

arXiv:1611.01394,
arXiv:1612.07295,
arXiv:1703.00478,
arXiv:1711.03552,
arXiv:1712.07489

La Matière Noire a une importance fondamentale pour la compréhension de notre Univers. Elle est cinq fois plus abondante que la matière ordinaire, et elle est responsable de la création des puits de potentiel dans lesquels la matière ordinaire tombe lors de la formation de galaxies et étoiles. Cependant, la nature même de la matière noire demeure inconnue. Découvrir de quel type de particules la constitue et comprendre leurs interactions signifierait donc dévoiler au même temps des nouvelles lois de la nature. L'importance de la matière noire pour la physique des particules, la cosmologie et l'astrophysique la pose au devant de la scène expérimentale et théorique dans ces domaines.

Les observations actuelles suggèrent que la dynamique physique de la matière noire pourrait être assez riche, et différente des attentes: les montants comparables de matière noire et ordinaire indiquent que la densité de matière noire pourrait être due à une excès de particules noires par rapport à leurs antiparticules, et cet excès pourrait être lié à l'excès matière-antimatière ordinaire. De plus, les structures galactiques telles qu'elles sont observées peuvent être mieux expliquées si la matière noire possède une auto-interaction importante, plutôt que être 'sans collisions'.

Dans plusieurs travaux récents, j'ai exploré la physique de hautes énergies qui pourrait lier les abondances de la matière noire et ordinaire, dans le contexte de la matière noire asymétrique. J'ai proposé des modèles de physique de particules détaillés et j'ai montré qu'ils peuvent inclure de façon naturelle la matière noire avec auto-interaction.
De plus, j'ai mis en évidence le fait que la cosmologie complexe impliquée typiquement par la matière noire avec auto-interaction a certaines conséquences importantes sur sa phénoménologie actuelle.

Le projet se propose de développer pleinement ce nouveau paradigme de matière noire asymétrique avec auto-interaction, selon deux axes principaux. En premier, je me propose de calculer de façon complète les modèles cosmologiques de matière noire avec auto-interaction de longue distance. Ensuite, en utilisant ces ingrédients, je me propose d'extraire les signatures directes et indirectes de ces théories. Je m'attends à que les résultats encadrent les recherches expérimentales et les analyses numériques de la matière noire.