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Une décennie après celle du boson de Higgs, les scientifiques travaillant au Grand collisionneur de hadrons ont annoncé la découverte de trois nouvelles particules « exotiques », ou combinaisons de quarks inédites.
Tétraquark et pentaquark
Particules élémentaires, les quarks se combinent généralement par deux ou par trois pour former les protons et les neutrons présents dans les atomes, mais il arrive occasionnellement qu’ils forment des tétraquarks (en comportant quatre) et des pentaquarks (en comportant cinq). Ces hadrons exotiques ont été prédits par les théoriciens en même temps que les hadrons conventionnels, il y a 60 ans environ, mais ce n’est que relativement récemment qu’ils ont pu être observés au Grand collisionneur de hadrons du CERN (Suisse).
Dans le cadre d’expériences réalisées au laboratoire LHCb, qui étudie les légères différences entre la matière et l’antimatière à partir de particules appelées « quark beau » (souvent abrégé quark b), les chercheurs ont observé pour la première fois un tout nouveau type de pentaquark ainsi que la première paire de tétraquarks, dont l’un s’avère également inédit.
Ceux-ci s’ajoutent à la liste croissante de nouveaux hadrons découverts au CERN, qui aidera les physiciens à mieux comprendre comment les quarks se lient les uns aux autres pour former ces particules composites.
« Plus nous effectuons d’analyses, plus nous trouvons de types d’hadrons exotiques », souligne Niels Tuning, qui a coordonné les travaux. « Cette période de découverte est comparable à celle intervenue dans les années 1950, lorsque l’on a commencé à découvrir un ‘zoo de particules’ qui a finalement abouti au modèle des quarks des hadrons conventionnels dans les années 1960. Nous sommes en train de créer un zoo de particules 2.0. »
Élaborer un modèle unifié des hadrons exotiques
Le pentaquark fraîchement découvert s’avère être le premier à contenir un quark étrange, l’un des six types de quarks. De son côté, la paire de tétraquarks se compose d’un nouveau type doublement chargé électriquement, apparié à son homologue neutre.
« La découverte de nouveaux types de tétraquarks et de pentaquarks et la mesure de leurs propriétés aideront les théoriciens à élaborer un modèle unifié des hadrons exotiques, dont la nature exacte demeure largement inconnue », explique Chris Parkes, porte-parole de LHCb. « Cela permettra également de mieux comprendre les hadrons conventionnels. »
Par Yann Contegat, le
Source: Tech Explorist
Étiquettes: cern, particule élémentaire, grand collisionneur de hadrons
Catégories: Actualités, Sciences physiques
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