Le Modèle Standard de la physique des particules décrit les briques élémentaires de la matière et leurs interactions. Dans ce Modèle les particules possèdent une masse grâce au mécanisme de Higgs.
La découverte du boson de Higgs par les équipes du CERN en 2012 a prouvé que ce mécanisme existe, mais les détails en sont encore mal connus, en particulier comment le boson de Higgs interagit avec lui-même.
La collaboration ATLAS vient de rendre public un nouveau résultat qui cherche à répondre à cette question en cherchant des paires de bosons de Higgs. La production de paires de bosons de Higgs est un processus très rare, environ 1000 fois plus rare que la production d'un boson de Higgs.
Les événements pour lesquels un boson de Higgs se désintègre en deux photons et l'autre en deux quarks b sont parmi les plus prometteurs pour chercher des paires de bosons de Higgs.
De nouvelles techniques d'analyse ont été développées pour chercher ces événements rares (seuls 12 de ces événements auraient été produits au LHC jusqu'ici), notamment par l'équipe ATLAS du CPPM, partie prenante du Groupe Physique des Particules de l'IPhU. Les résultats obtenus sont deux fois meilleurs que ceux de la précédente analyse.
Les physiciens ont réussi à mettre une limite sur le taux de production de paires de bosons de Higgs, à 4.1 fois la prédiction du Modèle Standard. Des limites ont aussi été mises sur une production HH via la décroissance d'une hypothétique particule au-delà du Modèle Standard.
Ce résultat pose les limites les plus contraignantes au monde sur l'auto-couplage du Higgs, mais le travail n'est pas fini. Beaucoup plus données sera nécessaire pour mesurer précisément l'auto-couplage du Higgs et voir s'il est en accord avec la prédiction du Modèle Standard. Ce sera le cas lors de la phase à haute luminosité du LHC qui prévoit de délivrer 20 fois plus de données que celles utilisées pour la présente étude, et pour laquelle l'équipe ATLAS du CPPM travaille sur la mise à jour des détecteurs de l’expérience.
Elisabeth PETIT - CPPM