En observant cette particule, les physiciens espèrent produire des particules exotiques stables. Elle a le plus long temps de désintégration de toute matière exotique et est composée de deux quarks et de deux antiquarks
Une nouvelle particule de matière exotique aux caractéristiques très particulières a été découverte par des scientifiques du Cern et présentée à la conférence de la Société européenne de physique sur la physique des hautes énergies. Le détail essentiel est qu'il s'agit de la particule à la durée de vie la plus longue jamais observée. Cette nouvelle particule a un temps de désintégration plus long que toute autre matière exotique, et cette découverte donne aux physiciens l'espoir qu'il sera un jour possible de produire des particules exotiques stables, c'est-à-dire des particules qui existent en dehors de la formulation originale des particules à deux et trois quarks.
Découverte de la particule à la plus longue durée de vie jamais connue
Lors de l'expérience Large Hadron Collider beauty (LHCb), les scientifiques ont observé que la nouvelle particule Tcc+ est un tétraquark composé de deux quarks et de deux antiquarks. Les quarks sont les éléments fondamentaux de la matière. Ils se combinent pour former des hadrons, comme le proton et le neutron, qui sont constitués de trois quarks, et des mésons, qui se forment en paires quark-antiquark. Plusieurs particules tétraquarks ont été découvertes ces dernières années, mais Tcc+ est la première à contenir deux charmes quark, sans charmes antiquark pour les équilibrer. Tcc+ est également la première particule trouvée qui appartient à une classe de tétraquarks avec deux quarks lourds et deux antiquarks légers.
Ces particules se désintègrent en une paire de mésons, chacun composé d'un des quarks lourds et d'un des antiquarks légers. Selon certaines prédictions théoriques, la masse de ces tétraquarks devrait être très proche de la somme des masses des deux mésons. Cette proximité de masse rend la désintégration "dure", ce qui conduit à ce que la particule ait une durée de vie plus longue, ce qui est effectivement le cas de Tcc+, le hadron exotique le plus long trouvé à ce jour.
La découverte du nouveau tétraquark est intéressante, selon les physiciens, pour une étude plus approfondie. Les particules en lesquelles elle se désintègre sont toutes relativement faciles à détecter et, en combinaison avec la faible quantité d'énergie disponible lors de la désintégration, cela conduit à une excellente précision sur sa masse et permet d'analyser les nombres quantiques de cette particule fascinante. La mesure de sa faible énergie de désintégration permet de penser qu'un tétraquark composé de deux quarks inférieurs et d'un antiquark supérieur et inférieur aurait une énergie de désintégration de force nucléaire négative, ce qui le rendrait très stable. Un tétraquark double-fond "est rarement produit et est hors de portée de la luminosité actuelle du Grand collisionneur de hadrons", a déclaré le Dr Ivan Polyakov de l'expérience LHCb.
En plus de prédire la production possible de particules exotiques stables, Tcc+, ayant une durée de vie plus longue que les autres tétraquarks, facilite l'étude des mésons, tandis que la libération à basse énergie permet des mesures plus précises. Cela pourrait permettre de tester plus facilement l'exactitude des modèles théoriques de la physique au niveau subatomique.
Les dernières découvertes en physique incluent de nouvelles recherches sur les trous noirs, dont le gaz pourrait déclencher des tsunamis galactiques.
Stefania Bernardini
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