Dans les collisions de protons au Grand collisionneur de hadrons, il arrive que naissent non pas un Higgs, mais deux à la fois. La fréquence de ces événements est l'empreinte directe de la façon dont le champ de Higgs interagit avec lui-même. Dans le modèle standard, ce couplage est strictement fixé, mais les théories étendues admettent des écarts.
Les auteurs ont calculé l'une des variantes — la scNMSSM — avec une précision record à deux boucles. Sur un million d'ensembles de paramètres aléatoires, seuls 66 ont passé tous les filtres : ils ne contredisent ni les données du collisionneur, ni la matière noire, ni les désintégrations de particules rares. Tous les points survivants se situent dans une bande étroite de masses de Higgs de 122 à 125 GeV, et leur « fraction de singlet » (à quel point la particule ressemble à un singlet du modèle standard) s'est avérée supérieure à 95 %.
La section efficace de production non résonnante de deux Higgs à une énergie de 13,6 TeV se situe dans la plage de 30,3 à 36,9 femtobarns, ce qui coïncide presque avec la prédiction du modèle standard (0,88 à 1,05 de celle-ci). La contribution résonnante via un troisième Higgs lourd est négligeable — moins de 0,004 fb. Tous les nombres s'inscrivent dans les limites actuelles d'ATLAS et CMS, mais le futur HL-LHC pourra les vérifier.
Le calcul quantitatif de la force de la transition à température finie est laissé aux auteurs pour le futur. Mais il est déjà clair : la production double de Higgs n'est pas simplement une exotique, mais une fenêtre sur les premiers instants après le Big Bang.
Le femtobarn est une unité de surface. Un femtobarn est à peu près égal à la section efficace transversale d'un proton. Un événement avec une section efficace de 1 fb au LHC se produit une fois toutes les quelques années de fonctionnement continu.