L’année 2024 s’est particulièrement illustrée avec une quantité de donnée récoltée équivalente à celle récoltée pendant toute la période de 2015 à 2018. L’expérience ATLAS vient de dévoiler le premier résultat exploitant ce lot de données, en dévoilant de nouvelles contraintes importantes sur la production de paires de bosons de Higgs.

Ce phénomène rare, prédit par le modèle standard de la physique des particules, permet de sonder l’un des derniers paramètre libre de la théorie de Higgs et non mesuré expérimentalement : le couplage trilinéaire. Le boson de Higgs étant une particule instable, seuls ses produits de désintégration peuvent être observés dans nos expériences. Parmi l’ensemble des combinaisons possibles, ce résultat se focalise sur la présence de deux quarks b et de deux photons. Le groupe ATLAS du LPCA participe depuis 3 ans à cette étude, avec des contributions majeures, tant sur l’analyse de physique que la coordination d’une équipe de plus de 60 personnes provenant d’une dizaine d’instituts.

Au-delà de la rapidité d’analyse, ce résultat améliore de 40 % le précédent résultat publié, et place les limites les plus importantes sur l’existence d’un tel phénomène. Néanmoins, avec un nombre attendu de 1.5 événement de signal, l’équipe attend avec impatience la campagne de prise de données en 2025, afin d’améliorer ses prédictions. D’après les estimations réalisées par les chercheurs du LPCA, une évidence de cette signature pourrait être obtenue avec les données obtenues lors de la prochaine phase du LHC, appelée phase à haute luminosité, et qui s’étendra de 2030 à 2040 environ. En combinaison avec les autres signatures expérimentales, cela pourrait alors répondre à certaines questions fondamentales comme pourquoi notre univers est majoritairement constitué de matière et non d’antimatière.

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