Au Grand collisionneur de hadrons, les physiciens accélèrent des protons à une vitesse proche de celle de la lumière et les font entrer en collision. Habituellement, ce sont les protons eux-mêmes qui participent à ces collisions, mais parfois ils passent à proximité sans se toucher, et ce sont leurs champs électriques qui interagissent. Ces champs peuvent être imaginés comme des nuages de photons — des particules de lumière — qui entourent chaque proton. Lorsque deux de ces photons entrent en collision, ils peuvent produire une paire de bosons W — des particules responsables de l'interaction faible, qui régit les désintégrations des noyaux atomiques.

Dans cette nouvelle analyse, les scientifiques de la collaboration CMS ont sélectionné des événements où, après la collision, il ne reste qu'un électron et un muon — des traces de la désintégration des bosons W — et où aucune autre particule n'est présente autour du point de production. Une telle trace « propre » indique que les bosons W sont nés précisément de la fusion de photons, et non d'un impact direct de protons. Au total, suffisamment d'événements ont été accumulés pour mesurer de manière fiable la probabilité de ce processus.

La section efficace de production de paires W mesurée coïncide avec les prédictions du modèle standard — la théorie qui décrit toutes les particules et forces connues, à l'exception de la gravitation. Cet accord a permis aux physiciens d'établir des limites strictes sur l'existence de nouvelles interactions qui pourraient se manifester dans de tels processus. Si la nature s'écartait du modèle standard, cela se traduirait par une modification de la probabilité de production des bosons W.

Désormais, les scientifiques disposent d'un outil supplémentaire pour tester les lois fondamentales. La mesure de la fusion photonique des bosons W est comme une règle précise avec laquelle on vérifie si l'espace de la physique connue n'est pas courbé. Et pour l'instant, la règle indique : tout est droit.