Une nouvelle particule observée pour la première fois au CERN

11 juillet 2020 à 13h13
17
lhcb

Dans le cadre de l’expérience LHCb (Large Hadron Collider beauty), les physiciens du centre ont observé pour la première fois un particule inconnue composée de quatre « quarks charm » (également appelés quarks c).

Afin de bien comprendre l’objet d’étude de ce détecteur LHCb, un petit rappel de quelques notions n’est peut-être pas superflu.

À la recherche des tétraquarks et pentaquarks

En préambule, rappelons donc qu’un quark est une particule élémentaire régie par l'interaction forte. On dénombre six sortes de quarks : le quark down (d), le quark up (u), le quark strange (s), le quark charm (c), le quark bottom ou beauty (b) et le quark top ou truth (t). Généralement, les quarks s’agglomèrent par groupes de deux ou trois afin de former un hadron, une particule composite. Concrètement, les protons ou les neutrons sont des hadrons.

Cependant, certains scientifiques pensent qu’il existe des hadrons à quatre, voire cinq quarks. Le LHCb vise à détecter ces hadrons exotiques appelés tétraquarks et pentaquarks. Étudier ces formes complexes permettrait en effet aux scientifiques de mieux appréhender le phénomène d’interaction forte et la manière dont les quarks se lient entre eux.

Le LHCb utilisé pour ces expériences est un détecteur installé dans le LHC. Comme le précise le CERN , il est nettement plus petit que le LHC. En effet, si ce dernier a la forme d’un anneau de 27 kilomètres de long, le détecteur LHCb est « long de 21 mètres, haut de 10 mètres et large de 13 mètres » pour un poids de 5 600 tonnes. Installé à 100 mètres de profondeur vers la commune de Ferney-Voltaire en France, il «est constitué d’un spectromètre à petit angle et de détecteurs planaires ». Sa mission : intercepter les quarks b produits par le LHC.

Un véritable tétraquark ou deux paires de quarks ?

Ce détecteur LHCb a donc détecté une particule inconnue composée de quatre « quarks charm ». Pour le dénicher, les scientifiques du LHCb ont étudié l’ensemble des données récoltées au cours de deux périodes : 2009 à 2013 et 2015 à 2018 à la recherche d’un excès de collisions. En l’état, on ne sait pas encore s’il s’agit d’un véritable tétraquark, autrement dit d’un hadron composé de quatre quarks fortement liés, ou de deux paires de quarks faiblement liés entre eux comme c’est le cas dans certaines molécules.

lhcb1

Giovanni Passaleva, ancien porte-parole du projet LHCbn, explique : « Les particules composées de quatre quarks sont déjà exotiques, et celle que nous venons de découvrir est la première à être composée de quatre quarks lourds du même type, à savoir deux quarks charm et deux antiquarks charm. Jusqu'à présent, la collaboration LHCb et d'autres expériences n'avaient observé que des tétraquarks avec deux quarks lourds au maximum et aucun avec plus de deux quarks du même type ».

Chris Parkes, le nouveau porte-parole, partage cet enthousiasme : « La découverte d'aujourd'hui ouvre un autre chapitre passionnant de la recherche scientifique. Cette particule est un cas extrême : il s'agit d'un hadron exotique, contenant quatre quarks plutôt que les deux ou trois des particules de matière conventionnelles, et le premier à contenir des quarks lourds. L'étude d'un système extrême permet aux scientifiques de tester nos théories. Grâce à l'étude de cette particule, et dans l'espoir de découvrir d'autres particules de cette classe dans le futur, nous testerons notre théorie sur la façon dont les quarks se combinent, qui régit également les protons et les neutrons ».

Enfin, rappelons qu’au cours de la dernière décennie, le LHC a déjà permis aux chercheurs de découvrir bon nombre de particules. La plus célèbre d’entre elles est bien sûr le boson de Higgs, découvert en 2012 par François Englert et Peter Higgs , qui a valu aux deux hommes d’être couronnés du prix Nobel de physique l’année suivante. En 2016, le LHC détectait une mystérieuse particule , décrite à l’époque comme une possible « particule liée à la matière noire ou encore, d'un second boson de Higgs plus massif que le premier ». On peut donc désormais ajouter 2020 à ce calendrier.

Source : Phys.org

Soyez toujours courtois dans vos commentaires.
Respectez le réglement de la communauté.
17
16
SlashDot2k19
Sujet complexe mais fascinant
Fulmlmetal
En fait, on n’observe pas une particule, on mesure ou détecte sa présence.<br /> On n’arrive déja pas à observer un atome précisemment alors une particule …
Peter_Vilmen
Nous sommes composes de quoi donc, d’atome, de molecules, ou de quark ? La Science s’emmele toujours les pinceaux, alors qu’avec Jesus tout est simple
Fulmlmetal
Peter_Vilmen:<br /> Nous sommes composes de quoi donc, d’atome, de molecules, ou de quark ?<br /> Les molécules sont des agglomérats d’atomes, les atomes sont des agglomérats de quarks. Les quarks sont des particules.
nico54m
Si je ne m’abuse, quand la matière rencontre son anti matière, les deux s’annihilent instantanément. La particule détectée étant composée de 2 quarks charm et 2 anti quarks charm elle ne peut pas subsister donc ? On détecte des particules qui sont vouées à disparaître dans l’instant. Fascinant.
oXoshivas
Issue des cordes
carinae
Et donc pour faire suite a Fullmetal … Jésus est un ensemble de quarks
sebzuki
ouep, c’est de la supposition pure ^^
Nmut
Attention soyons précis! Un ensemble de quarks composent des particules élémentaires qui composent des atomes qui composent des molécules qui composent Jésus.
rexxie
… qui compose une mutitude de petits pains
remy9991
tous ceux qui payent des impots sont très heureux. on voit que notre argent est bien utilisé.
jeanlucesi
Les biens pensants se font plaisir avec l’argent du peuple;<br /> Par contre les centaines de milliards investis de par le monde pour un résultat qui me laisse toujours «&nbsp;pantois&nbsp;».
L.Albert
Les dizaines de milliers de personnes qui travaillent pour le CERN, ils ne font pas partie du peuple?<br /> Les milliards vous croyez qu’ils sont balancés dans des trous noirs? Non, ils servent à financer la mise en place de projets qui génèrent plus d’activité économique que bien des d’autres dépenses autrement plus onéreuses.<br /> Moi ce qui me laisse pantois, c’est cette volonté de rester dans l’ignorance, alors que dans le même temps on dépense 1000x plus dans de l’armement inutile.
fg03
J’ai l’impression que l’infiniment petit porte bien son nom et que plus on crée des instrument capable de détecter/voir des élements premiers, plus on trouve que ces mêmes éléments sont eux-même composés à une échelle encore mlus microscopique d’élements eux-aussi premiers.<br /> On pensait que les molécules étaient faites d’atomes élémentaires… maintenant on se rend compte que les atomes sont faites de particules élémentaires neutron, proton, neutrons, qui à leur tour sont fait de particules élémentaires les hadrons, mésons, gluons et autres et ainsi de suite… j’ai bien fait d’arrêter les sciences parce que je trouve assez frustrant de n’avoir que plus de questions au fur et à mesure que de réponses…
jeanlucesi
Pour l’armement je suis tout à fait d’accord avec vous mais ces milliards dépensés pour quels résultats ?
corseb
Il y a des retombées très directes, car les appareils qui servent à détecter ces particules repoussent à chaque fois les limites technologiques : c’est grâce à ces machines que l’on a les scanners et les IRM, par exemple. Les techniques d’acquisition et de traitement des données (à des débits colossaux, qui doivent être «&nbsp;filtrés&nbsp;» en temps réel pour n’en conserver qu’une infime partie) aussi ont permis à l’informatique moderne de devenir ce qu’elle est.<br /> La recherche, c’est aussi ça : chercher une chose précise (valider/invalider une hypothèse) et trouver mille autres choses en chemin…
L.Albert
Il y a une article qui est pas mal pour montrer que les retombées sont énormes:<br /> https://public-archive.web.cern.ch/fr/About/BasicScience3-fr.html<br /> Et cela sans parler d’ l’énorme retombée: l’avancée des connaissances.
Voir tous les messages sur le forum

Derniers actualités

Avec sa RTX 3060, ce PC gamer Dell voit son prix chuter de plus de 200€ !
Un prototype de GeForce GTX 2080 avec ray tracing déterré sur Reddit
96 cœurs Zen 4 : l'imposant processeur EPYC 9654 d'AMD s'illustre
Le Google Pixel 6a a une dalle 90 Hz, et vous pouvez la débloquer vous-même (même si ce n'est pas recommandé)
Razer annonce sa DeathAdder V3 Pro : une souris gamer ultra légère
Craquez pour une de ces solutions VPN à prix vraiment mini !
L’incendie en cours en Gironde est visible depuis l’espace
Pour le monde du GPU, la fête est finie : vers une baisse spectaculaire des ventes
Des nouveautés pour vos montres sous Wear OS, dont la possibilité d'utiliser Google Maps en mode hors ligne
Prix incroyable pour cette TV de 65
Haut de page