Étude de la violation CP dans des processus au LHC qui brisent la conservation du nombre leptonique

L’histoire des neutrinos débute en 1930, lorsque Pauli a proposé une nouvelle particule pour expliquer le spectre continu d’énergie de l’électron émis dans une désintégration bêta. Cette particule, qu’on a appelé le neutrino, devait être non-chargée, très pénétrante et de spin 1/2. Le Modèle Standard de la physique des particules (MS) contient trois saveurs de neutrino. L’oscillation des neutrinos est un phénomène qui fait passer un neutrino d’une saveur à une autre saveur au cours de la propagation du neutrino. Une conséquence de l’observation des oscillations des neutrinos, qui a mérité le prix Nobel en 2015, est que leur masse doit être non-nulle. L’origine de cette masse est un mystère: le MS ne fournit pas d’explication. Il y a deux possibilités théoriques : une masse de Dirac ou une masse de Majorana. Si le neutrino est de type Majorana (ce qui signifie que l’antiparticules et la particule sont en fait la même particule), on devrait observer des processus qui ne conservent pas le nombre leptonique. Un exemple est la double désintégration bêta sans émission de neutrinos (0νββ). 

Il y a des processus similaires à 0νββ qui brisent de la conservation du nombre leptonique, à basse énergie, mais il est aussi possible de le produire à haute énergie, au collisionneur LHC. Si on observe ce processus au Large Hadronic Collider (LHC) au CERN, il y a aussi la possibilité de chercher la violation CP. Il y a des processus similaires à 0νββ qui brisent la conservation du nombre leptonique, à basse énergie, mais il est aussi possible de le produire à haute énergie, au collisionneur LHC. Étude de la violation CP nous donnerait des informations sur de la Nouvelle Physique qui ne pourraient pas être facilement obtenues autrement.