Bubble wall velocity and electroweak baryogenesis with a Z2 singlet scalar field

Despite electroweak baryogenesis being a promising and testable explanation of the matter-antimatter asymmetry, it relies on difficult computations of bubble wall velocities during the electroweak phase transition. In this thesis, I determine the wall velocity during a two-step electroweak phase transition that is first-order due to a massive scalar singlet field. I first review the theory of electroweak baryogenesis and what conditions must be met for a model to be a viable explanation. Then I present the scalar singlet model and derive its one-loop effective potential. I introduce a vector-like top partner which allows for new CP violations. I then review the methodology used for determining the dynamics of bubbles during a first-order phase transition. I find that this model has a region of parameter space that produces the slow bubble walls necessary for baryogenesis. I also find that including loop contributions to the effective potential is important and wall velocity calculations cannot be performed independently of new CP violating interactions introduced.Malgré le fait que la baryogénèse électrofaible explique de façon prometteuse et testable l’asymétrie matière-antimatière, elle se fie à des calculs difficiles de vélocité de mur de bulle pendant la transition de phase électrofaible. Dans cette thèse, je détermine la vélocité des murs pendant une phase de transition électrofaible à deux étapes qui est de premier ordre dû à un champ singulet scalaire avec masse. Dans un premier temps, je passe en revue la théorie de baryogénèse électrofaible et des conditions qui doivent être remplies pour faire du modèle une explication viable. Ensuite, je présente le modèle scalaire singulet et je calcule son potentiel effectif à une boucle. J’introduis un quasi-vecteur partenaire au quark t, ce qui permet de nouvelles façons de briser la symétrie CP. Ensuite, je passe en revue la méthodologie utilisée pour déterminer les dynamiques de bulles pendant une transition de phase de premier ordre. Je trouve que ce modèle a une région d’espace de paramètre qui produit les murs de bulles lentes nécessaires à la baryogénèse. Aussi, je trouve qu’il est important d’inclure les contributions de boucles dans le potentiel effectif, et que les calculs de vélocité ne peuvent être faits indépendamment du modèle qui fournit les nouvelles façons de briser la symétrie CP