El mecanismo de Higgs, que explica las masas de las partículas elementales en el Modelo Estándar, requiere un doblete de campos escalares que interaccionan con los fermiones de la teoría a través de acoplamientos de Yukawa. Los datos actuales, sin embargo, no descartan que haya más de un doblete escalar. De hecho algunas extensiones del Modelo Estándar necesitan más de uno de esos dobletes para funcionar correctamente. Es el caso del Modelo Estándar Supersimétrico Mínimo, una extensión considerada austera que incorpora compañeros supersimétricos para todas las partículas conocidas y que necesita un mínimo de dos dobletes para ser consistente, pero no es el único: existe una gran variedad de modelos que incorporan un segundo doblete de campos escalares, tratando de dar respuesta a cuestiones que van desde la asimetría materia-antimateria en el universo hasta la existencia de materia oscura.

Un grupo de investigadores teóricos del IFIC han explorado una de esas familias de modelos: las teorías con dos dobletes de Higgs alineados (A2HDM, por sus siglas en inglés). En estos modelos se busca evitar que las nuevas partículas escalares den lugar a corrientes neutras con cambio de sabor, un proceso severamente acotado por los datos experimentales. Para ello los modelos A2HDM "alinean" las matrices de Yukawa de los dos dobletes, es decir, asumen que las interacciones del segundo doblete con los fermiones están relacionadas con las del primero, de forma que si el campo de Higgs que conocemos no produce corrientes neutras con cambio de sabor el segundo tampoco las producirá, al menos a primer orden. 

La fenomenología de estos modelos es muy variada: el segundo doblete de escalares aporta tres nuevas partículas escalares, una cargada y dos neutras, y sus interacciones pueden en algunos casos violar la simetría CP, que relaciona a las partículas con sus antipartículas. Los autores examinan estos modelos y estudian qué rango de sus parámetros los hace compatibles con los resultados obtenidos en los experimentos llevados a cabos en el Tevatrón de Fermilab y el LHC del CERN.

“Towards a general analysis of LHC data within two-Higgs-doublet models”, Alejandro Celis, Victor Ilisie and Antonio Pich. JHEP 1312 (2013) 09, arXiv:1310.7941

“LHC constraints on two-Higgs doublet models”, Alejandro Celis, Victor Ilisie and Antonio Pich. JHEP 07 (2013) 053, arXiv:1302.4022