Looking beyond the Standard Model with the Large Hadron Collider (LHC)

The Standard Model of particle physics is in exquisite agreement with available data. However, for various reasons it is thought to be incomplete. Many questions remain unanswered: The origin of the Higgs mass, the nature of dark matter, the structure of flavour or the asymmetry between matter and anti-matter. Many models have been proposed to explain some of these mysteries: supersymmetry, extra-dimensions of space, composite Higgs, and they are being put to the test at the Large Hadron Collider (LHC), now in operation in Geneva. In this talk I will present the strengths and weakness of these models, discuss what constraints the LHC puts on them, and how they could change our understanding of particle physics and of our universe. Voir au-déla du modèle standard avec le grand collisionneur de Hadrons (LHC) En physique des hautes énergies l’accord entre le Modèle Standard et les résultats expérimentaux est spectaculaire. Hors, pour diverses raisons, ce modèle est jugé incomplet et laisse plusieurs questions sans réponse: l’origine de la masse du Higgs, la nature de la matière sombre, la physique des saveurs ou encore l’asymétrie entre la matière et l’anti-matière. Plusieurs hypothèses ont été émises pour expliquer ces phénomènes: modèles supersymétriques, dimensions d’espace supplémentaires, modèle de Higgs composite, et plusieurs autres. Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) collecte présentement des données qui pourront confirmer ou infirmer expérimentalement ces hypothèses. Dans cette présentation, je discuterai des motivations derrière ces modèles et exposerai leurs forces et faiblesses. J’expliquerai aussi de quelle façon le LHC pourra ou non en faire la découverte et comment cela pourrait révolutionner notre compréhension de la physique des particules et de notre univers.

I did by undegraduate studies at the University of Montréal and received my Ph.D in 2003 from UC Berkeley under the supervision of Nima Arkani-Hamed. I did postdoctoral work at CERN, Boston University and the University of Edinburgh. I am now an associate professor of theoretical particle physics at Carleton University.