Les scientifiques du Grand collisionneur de hadrons (LHC) ont récemment fait une découverte fascinante dans le domaine des particules subatomiques. Une nouvelle variante de pentaquark, contenant un quark étrange, a été détectée lors d’expériences au LHC. Les pentaquarks, ces particules exotiques composées de quatre quarks et d’un antiquark, ouvrent une fenêtre sur les mystères fondamentaux de l’Univers.
La nature des pentaquarks et leur composition surprenante
Le pentaquark est une particule composée de cinq quarks, les constituants élémentaires de la matière. Les quarks se regroupent habituellement par deux ou par trois pour former des particules plus grosses, comme les protons et les neutrons. Mais il existe aussi des combinaisons plus rares, comme les tétraquarks (quatre quarks) ou les pentaquarks (cinq quarks).
Les pentaquarks sont prédits par la théorie depuis les années 1960, mais ils ont été observés pour la première fois en 2015 au LHC. Depuis lors, plusieurs pentaquarks ont été détectés. Les quarks se déclinent en six types différents : le quark étrange, charmant, ascendant, descendant, haut et bas. Chaque quark a une charge électrique et une charge de couleur, qui déterminent comment il interagit avec les autres.
La dernière découverte est toutefois d’une composition intrigante. Annoncée lors de la conférence internationale ICHEP 2022 sur la physique des hautes énergies, cette percée marque une nouvelle étape dans la compréhension de la matière et des forces qui la régissent.
Les défis de la détection des pentaquarks et les avancées du LHC
Le nouveau pentaquark découvert par l’équipe du LHC est différent : un pentaquark renfermant un quark étrange, un quark charmant, un quark ascendant, un quark descendant et un antiquark charmant. C’est la première fois qu’un pentaquark avec un quark étrange est mis en évidence. Le quark étrange est ainsi nommé car il donne aux particules qui le contiennent une propriété appelée étrangeté, qui affecte leur durée de vie et leur mode de désintégration.
Pour trouver ce pentaquark inédit, les chercheurs ont analysé les données des collisions à haute énergie produites par le LHC. Ils ont utilisé des algorithmes sophistiqués pour trier les particules créées lors de ces collisions et repérer celles qui correspondaient à un pentaquark. Les chercheurs doivent ensuite analyser les désintégrations de ces particules et atteindre des seuils statistiques significatifs pour confirmer leur existence.
Grâce à sa longueur de 27 kilomètres et à son amélioration constante en matière de puissance et d’efficacité, le LHC a permis de faire de nombreuses découvertes de particules exotiques. Ces avancées jouent un rôle crucial dans la remise en question du modèle standard de la physique.
L’impact de la découverte sur la physique des particules
La découverte de ce pentaquark contenant un quark étrange marque une étape significative dans la compréhension des particules exotiques et de l’architecture fondamentale de l’Univers. Les recherches menées au LHC continuent de repousser les frontières de la physique des particules, rapprochant ainsi de la résolution de certaines énigmes cosmiques encore irrésolues.
Les chercheurs du LHC espèrent découvrir d’autres pentaquarks avec des combinaisons de quarks différentes à l’avenir. Ils ont maintenant l’occasion d’explorer en profondeur les propriétés et les interactions de cette particule exotique, ce qui pourrait conduire à des découvertes encore plus révolutionnaires.
