Alors que toutes les particules prédites par le modèle standard (SM) ont été observées et que ce dernier a pu décrire les mesures expérimentales obtenues lors des collisions, il reste beaucoup de prédictions du modèle à tester. Ainsi, le potentiel énergétique du champ de boson de Higgs, responsable du mécanisme de rupture de symétrie électrofaible (EWSB), n’a encore été mesuré par aucune expérience.

Après l’EWSB, le potentiel du boson de Higgs donne lieu à des termes cubiques et quartiques dans le champ du boson de Higgs, induisant un auto-couplage λ qui, dans le SM, est entièrement paramétré par la masse du boson de Higgs et la constante de couplage de Fermi. Une mesure de ce couplage commencerait donc à faire la lumière sur la structure réelle du potentiel, qui a des implications théoriques profondes sur la physique des particules et la vie de notre Univers. Par exemple, la forme exacte du potentiel a une implication sur la manière dont le EWSB s’est fait dans l’univers primordial après le Big bang et pourrait expliquer l’asymétrie matière-antimatière observée. La détermination de l’auto-couplage du boson de Higgs pourrait ouvrir une porte vers les interactions fondamentales à des énergies supérieures au SM.

A la suite du Di-Higgs workshop at Colliders, qui s’est tenu au Fermilab du 4 au 9 Septembre 2018, plus d’une centaine de contributeurs sont allés au-delà des sujets discutés alors et y ont inclus des développements ultérieurs. Grâce aux efforts de tous les participants, ce projet à grande échelle a abouti à la publication d’un livre blanc dont le but premier est de résumer l’état actuel des recherches sur la production de paires de bosons de Higgs, tant sur le plan théorique que sur le plan expérimental, et des contraintes sur le potentiel de Higgs découlant des mesures de précision dans les collisionneurs hadroniques et leptoniques. La production de ce Livre Blanc a été soutenue par les centres de collisionneur majeurs dans le monde: CERN (LHCXSWG-2019-005) et FERMILAB (FERMILAB-CONF-19-468-E-T).

Maxime Gouzevitch de l’IP2I est l’un des quatre éditeurs de ce livre blanc qui compte plus de 100 auteurs.

L’article complet est disponible sous licence Creative Commons grâce entre autres au financement venant de l’IN2P3. Il peut être consulté ici.