Le Cern découvre une nouvelle particule, un cousin du proton quatre fois plus lourd

D'après nos confrères de Futura Sciences, une découverte majeure a été annoncée récemment par les chercheurs du Cern, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire. En effet, une nouvelle particule a été identifiée, s'avérant être un cousin du proton mais avec une masse quatre fois supérieure. Cette découverte a été rendue possible grâce au détecteur LHCb, équipant le LHC (Grand Collisionneur de Hadrons) au Cern.

Cette nouvelle particule, appelée hypéron, fait partie de la famille des baryons Xi, notée Ξ, qui peuvent avoir une charge allant de +2 à -1 fois la charge élémentaire. Les baryons Xi sont composés de trois quarks, dont au moins un quark up ou down, et deux quarks lourds qui peuvent être des quarks strange, charm ou bottom. Le nouveau hadron découvert est un baryon Xi composé de deux quarks charmés et d'un quark down, ce qui lui confère une masse quatre fois plus élevée que celle du proton.

Le contexte de la découverte

La découverte de cette nouvelle particule s'inscrit dans le cadre des recherches menées au Cern pour comprendre la structure de la matière et les forces fondamentales de la physique. Le LHC, qui est le plus grand collisionneur de hadrons au monde, a été conçu pour accélérer des protons à des énergies extrêmement élevées et les faire entrer en collision pour étudier les particules produites. Les données collectées par les détecteurs, tels que LHCb, sont ensuite analysées pour identifier de nouvelles particules et étudier leurs propriétés.

Le Cern a déjà découvert de nombreuses particules depuis la mise en service du LHC, dont le boson de Higgs, qui a confirmé l'existence du champ de Higgs responsable de la masse des particules. La découverte de cette nouvelle particule est un exemple supplémentaire de la capacité du LHC à révéler les secrets de la physique des particules.

Les implications de la découverte

La découverte de cette nouvelle particule a des implications importantes pour la physique des particules. Les baryons Xi, dont fait partie la nouvelle particule, sont des particules instables qui se désintègrent rapidement en particules plus légères. L'étude de ces particules peut nous aider à mieux comprendre les forces fondamentales de la physique, en particulier la force nucléaire forte qui lie les quarks ensemble pour former des protons et des neutrons.

Comme l'a déclaré Vincenzo Vagnoni, porte-parole de LHCb, « C'est la première particule identifiée depuis les travaux d'amélioration du détecteur LHCb terminés en 2023, et seulement la seconde fois qu'un baryon composé de deux quarks lourds a été observé ». Cette découverte aidera les théoriciens à tester les modèles de la chromodynamique quantique, la théorie qui décrit l'interaction forte liant les quarks.

Et maintenant ?

Le LHC va bientôt s'arrêter pour une longue phase de mise à niveau, qui durera quatre ans. Cette mise à niveau permettra de mettre en place une version upgradée du LHC, avec des faisceaux de protons plus lumineux, afin d'accélérer la prise de données et peut-être de découvrir des particules aussi improbables que fugaces, relevant d'une nouvelle physique. Les chercheurs du Cern continueront à analyser les données collectées par les détecteurs pour identifier de nouvelles particules et étudier leurs propriétés.

Pour l'avenir, les scientifiques espèrent que ces découvertes pourront nous aider à mieux comprendre l'univers et les forces fondamentales qui le régissent. La physique des particules est un domaine en constante évolution, et les découvertes comme celle de la nouvelle particule sont essentielles pour faire progresser notre compréhension de l'univers.