Rejoignez une conférence en ligne sur la physique des particules et il y a de bonnes chances que vous y entendiez évoquer le terme anomalie du muon. Il s'agit d'une tension de longue date avec le Modèle standard de la physique des particules, se manifestant au niveau du magnétisme d'un cousin plus lourd de l'électron, le muon, et récemment renforcée par des mesures réalisées au Fermilab aux États-Unis.

Dans un article dont la publication a été acceptée dans Physical Review Letters, un trio de théoriciens, parmi lesquels Andreas Crivellin, du CERN, montre qu'une nouvelle catégorie de particules inconnues, les leptoquarks, qui pourrait expliquer l'anomalie du muon, pourrait également jouer un rôle dans la transformation (ou « désintégration ») du boson de Higgs en muons.

Les leptoquarks sont des particules hypothétiques qui assureraient la jonction entre les quarks et les leptons, les deux types de particules qui constituent la matière au niveau le plus fondamental. C’est une explication séduisante, pour beaucoup de physiciens, de l'anomalie du muon ainsi que d'autres anomalies détectées lors de la désintégration de certaines particules, appelées mésons B.

Dans leur nouvelle étude, A. Crivellin et ses collègues ont exploré la manière dont deux types de leptoquarks, qui pourraient expliquer l'anomalie du muon, induiraient un phénomène rare, la désintégration du boson de Higgs en muons, dont les  premiers indices ont  été détectés récemment par les expériences ATLAS et CMS.

L'étude révèle que l'un des deux types de leptoquarks augmente la fréquence à laquelle se produit la désintégration du boson de Higgs, tandis que l'autre la diminue.

« Les mesures actuelles de la désintégration du boson de Higgs en muons ne sont pas suffisantes pour qu’on puisse détecter clairement cette augmentation ou cette diminution ; l'anomalie du muon reste donc à confirmer, explique A.  Crivellin. Cependant, si de nouvelles mesures réalisées au LHC ou dans de futurs collisionneurs montrent une telle variation et que l'anomalie du muon est confirmée, alors il sera possible de déterminer lequel des deux types de leptoquarks serait le plus susceptible d'expliquer l'anomalie du muon. »