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Les physiciens du LHC annoncent la découverte de 5 nouvelles particules

Crédits : CERN

Les physiciens du CERN annoncent la découverte de nouvelles particules, cinq baryons oméga, prédites par le modèle standard. La découverte d’un nouvel état est un exploit en soi, mais cinq en même temps, c’est du jamais vu.

Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules du monde. Cet anneau de 27 kilomètres situé sous la frontière franco-suisse est jalonné d’aimants supraconducteurs associés à des structures accélératrices qui augmentent l’énergie des particules qui y sont propulsées. Dans cet accélérateur, deux faisceaux de particules de haute énergie circulent à une vitesse proche de celle de la lumière avant d’entrer en collision. Les faisceaux se déplacent dans des directions opposées permettant ainsi d’analyser après collision les constituants de base de la matière, les particules fondamentales du modèle standard.

Réaliser une collision entre des particules aussi minuscules exige une précision exceptionnelle comparable à celle qu’il faudrait pour faire se percuter deux aiguilles lancées à 10 km de distance. Au LHC, tout le monde est de la partie : plus de 10 000 scientifiques et ingénieurs travaillent actuellement ensemble en se relayant pour en apprendre davantage sur les propriétés fondamentales de la physique grâce à ce formidable outil qu’est le LHC. À ce jour, ces hommes et ces femmes ont rapporté quelques découvertes impressionnantes. L’équipe du LHC est notamment responsable de la découverte du boson de Higgs et d’une foule de nouvelles particules. Il y a quelques mois seulement, la collaboration annonçait également la mesure d’une désintégration très rare d’une particule, puis des traces d’une nouvelle manifestation de l’asymétrie entre matière et antimatière. Il y a quelques jours, ils annonçaient avoir découvert cinq particules de plus en un seul tir de précision.

Il s’agit là de baryons dont l’existence peut être prédite à partir du modèle standard, plus précisément de la chromodynamique quantique et de la théorie des quarks. Rappelons que les baryons oméga formés de trois quarks ne contiennent aucun de ceux qui constituent les protons et les neutrons, à savoir les quarks « u » et « d ». Les chercheurs du CERN ont baptisé ces baryons Ωc(3000)0, Ωc(3050)0, Ωc(3066)0, Ωc(3090)0 et Ωc(3119)0. Les nombres en parenthèses nous donnent ici les masses respectives des particules en mégaélectronvolts (MeV). C’est donc une excellente nouvelle pour la physique qui pourrait nous aider à mieux comprendre le contenu des équations de la chromodynamique quantique.

Le site du CERN fait savoir que la prochaine étape consistera à déterminer les nombres quantiques de ces nouvelles particules et à établir leur importance sur le plan théorique. Cette découverte nous aidera à comprendre comment les trois quarks composant un baryon sont liés ensemble, ainsi qu’à tester la corrélation entre les quarks, un élément clé pour la description des états à plusieurs quarks comme les tétraquarks ou les pentaquarks.

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