Une nouvelle particule de structure similaire à un proton a été découverte au CERN. Quatre fois plus lourde que celui-ci, elle est constituée de deux quarks charmés et d’un quark down, a affirmé mardi l’organisation.
Cette trouvaille dans le cadre de la collaboration LHCb au grand collisionneur de hadrons aidera à mieux comprendre comment l’interaction forte relie les protons, les neutrons et les autres particules composites. Les quarks sont des constituants fondamentaux de la matière qui se déclinent en six saveurs: up, down, charme, étrange, top et bottom.
Habituellement, les quarks s’assemblent par groupes de deux pour constituer des mésons ou de trois pour des baryons. Le proton est ainsi un baryon. composé de deux quarks up et un quark down, liés par des gluons. Mais contrairement à celui-ci, la pluspart des baryons sont sont instables et éphémères, et donc difficiles à observer.
Ces particules instables sont détectées lors de collision dans l’accélérateur LHC. «Avec cette nouvelle particule, annoncée par la collaboration LHCb, le nombre d’hadrons découverts par les expériences LHC s’élève désormais à 80», indique le CERN dans un communiqué.
Une particule similaire observée en 2017
«C’est la première particule identifiée depuis les travaux d’amélioration du détecteur LHCb» achevés en 2023, ajoute le porte-parole du LHCb, Vincenzo Vagnoni. Et seulement la seconde fois qu’un baryon de deux quarks lourds a été observé, après celui – composé de deux quarks charmés et d’un quark up – également détecté par le LHCb en 2017. Toutefois, la nouvelle particule a une existence prédite jusqu’à six fois plus courte que celle de 2017, en raison d’effets quantiques complexes. Une situation qui la rend encore plus difficile à observer.
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Vincenzo Vagnoni ajoute que «ce résultat aidera les théoriciens à tester les modèles de la chromodynamique quantique, théorie qui décrit l’interaction forte liant les quarks, grâce à laquelle ils vont former non seulement les baryons et les mésons, mais aussi des hadrons exotiques tels que les tétraquarks et les pentaquarks.»
«Ce résultat très important est un exemple brillant du rôle essentiel que joue l’expérience LHCb dans la réussite du LHC», affirme le directeur général du CERN Mark Thomson. Il estime que les améliorations aux expériences de l’organisation ouvrent la voie à des avancées scientifiques importantes. Celles-ci «sont possibles seulement grâce à la performance exceptionnelle du complexe d’accélérateurs du CERN», affirme également le Britannique.
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Publié le 25 juin 2024 à 15:50. / Modifié le 26 février 2025 à 20:00.
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