Le Grand collisionneur de hadrons détecte une nouvelle particule qui ne manque pas de charme

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Crédits : Dominguez Daniel, CERN
Science
Sébastien Gavois

Le CERN annonce la découverte « d'une particule exotique inédite », avec quatre quarks. Il s'agit donc d'un tétraquark (dans la famille des hadrons). On revient en douceur sur cette annonce et ses conséquences sur la physique, notamment sur une des quatre forces fondamentales de la nature : l'interaction forte. 

Le LHCb (Large Hadron Collider beauty) est une expérience se déroulant au Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN. Trois ans après la découverte d'une nouvelle particule baptisée Xicc++ avec deux quarks charmés, elle est à l'origine de la détection d'un « type de particule inédit », avec quatre quarks cette fois-ci, il s'agit donc d'un tétraquark. Une prépublication a été mise en ligne sur arXiv.

(Anti)quarks, gluons, hadrons, interaction... Vous avez les bases ?

Comme le rappelle le CERN, « tout ce qui nous entoure est constitué de particules de matière divisées en deux familles : les quarks et les leptons ». Chacune compte six groupes de particules, regroupées deux par deux par génération. La première rassemble les particules les plus stables et les plus légères, tandis que les deuxième et troisième générations sont plus lourdes et instables. Pour résumer, l’Univers est composé de « douze constituants de base appelés particules fondamentales ».

Cela fait maintenant 50 ans que l'on sait que les hadrons – on pensait qu'il s'agissait de particules élémentaires jusque dans les années 70, rappelle l'Universalis – sont constitués de quarks, d'antiquarks et de gluons. Ces derniers sont des « particules » liant les (anti)quarks entre eux ; ils sont souvent représentés sous la forme de ressorts ou élastiques, car leur « force » augmente avec la distance. 

Rappelons aussi que « la famille des hadrons rassemble les nombreuses particules sensibles à l'interaction nucléaire forte, cette force extraordinairement intense qui assure la cohésion du noyau en confinant les nucléons – protons et neutrons – dans un tout petit volume, malgré la répulsion électrostatique entre les protons ».

Voici les mésons, baryons, tétraquarks et pentaquarks 

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