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Découverte au LHC d'une nouvelle particule "exotique"

L'article scientifique dont on trouvera ci-dessous le titre, l'adresse et le résumé paraîtra à juste titre incompréhensible par les profanes. Il mentionne pourtant une découverte très importante faite par une équipe de chercheurs du LHC européen, ou Grand Collisionneur à Hadron Européen.

Le LHC, présenté en permanence au grand public comme un investissement de recherche inutile et trop coûteux, n'a cessé depuis sa mise en service de permettre des observations scientifiques importantes. Nul n'ignore que les critiques dont il avait l'objet à sa création émanaient de la communauté scientifique américaine, supportant mal que les Etats-Unis n'aient pas mis en place un tel instrument au prétexte d'économies - trop de centaines de milliards de dollars étant en revanche consacrés aux dépenses militaires.

Les physiciens estiment avoir découvert une nouvelle particule comportant 4 quarks dont deux de la même espèces. On parle d'un tetraquark. Il s'agirait de deux quarks dits charms de la matière ordinaire et de leur correspondants dans l'anti-matière, désignés du terme de quarks anticharms .

Les quarks sont aujourd'hui considérées comme des composants de la matière. En physique des particules, un quark est une particule élémentaire et un constituant de la matière observable. Les quarks s'associent entre eux pour former des hadrons, particules composites, dont les protons et les neutrons sont des exemples connus.

Etudier grâce à de nouvelles observations faites au LHC le nouveau tetraquark, déjà nommée X(6900), devrait permettre d'en savoir plus aussi bien sur la matière que sur l'antimatière.

Référence

 Observation of structure in the J/ψ-pair mass spectrum
https://arxiv.org/abs/2006.16957 30 Jun 2020]

Abstract

Using proton-proton collision data at centre-of-mass energies of s√=7, 8 and 13TeV recorded by the LHCb experiment at the Large Hadron Collider, corresponding to an integrated luminosity of 9fb−1, the invariant mass spectrum of J/ψ pairs is studied. A narrow structure around 6.9GeV/c2 matching the lineshape of a resonance and a broad structure just above twice the J/ψ mass are observed. The deviation of the data from nonresonant J/ψ-pair production is above five standard deviations in the mass region between 6.2 and 7.4GeV/c2, covering predicted masses of states composed of four charm quarks. The mass and natural width of the narrow X(6900) structure are measured assuming a Breit--Wigner lineshape.

09/07/2020

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