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Découverte de quatre nouvelles particules subatomiques au CERN

L’interaction nucléaire forte est sans aucun doute la plus intrigante des interactions élémentaires exposées par le modèle standard des particules. La découverte de quatre nouveaux tétraquarks dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN devrait aider les scientifiques à mieux comprendre la dynamique de ce type d’interaction.

C’est une nouvelle qui ne manquera pas de ravir les amateurs de physique nucléaire. Comme nous l’apprend Science Alert, le Laboratoire européen pour la physique des particules (CERN) vient d’annoncer la découverte de quatre nouvelles particules subatomiques au Grand collisionneur de hadrons (LHC), à Genève.

À noter que le plus grand accélérateur de particules au monde a été créé dans le but de permettre aux chercheurs de trouver des éléments de réponse à certaines questions liées à la physique des particules et à la cosmologie.

Des vérifications du modèle standard des particules

Pour y parvenir, le LHC scrute la structure de la matière aux distances les plus courtes et aux énergies les plus élevées jamais explorées en laboratoire. Cette exploration consiste à tester le modèle standard des particules, c’est-à-dire notre théorie la plus courante de la nature.

Rappelons que le boson de Higgs figure parmi les particules dont l’existence a pu être confirmée grâce au LHC. Il s’agit d’une particule élémentaire qui forme l’un des éléments les plus importants du modèle standard de la physique des particules.

Une force forte différente de l’électromagnétisme

Selon la théorie de l’interaction forte, également appelée « chromodynamique quantique », le noyau atomique est constitué de protons et de neutrons. Ceux-ci disposent chacun de trois petites particules appelées quarks. Ladite théorie décrit également la manière dont ces derniers interagissent à travers la force forte en échangeant des particules baptisées gluons. Néanmoins, la façon dont les gluons se comportent avec les quarks entraine une force forte dont le comportement est très différent de celle de l’électromagnétisme.

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Découverte de quatre nouvelles particules subatomiques au CERN
Construction théorique dans la physique des particules élémentaires, décrivant les bosons, l’interaction électromagnétique et forte de toutes les particules élémentaires. Crédit photo : Shutterstock / ShadeDesign

Quatre pentaquarks

À l’époque de la découverte quarks, les chercheurs avaient déjà suggéré, du moins théoriquement, la possibilité de plusieurs combinaisons. La théorie évoquait entre autres des paires de quarks et d’antiquarks (mésons), trois quarks (baryons), trois antiquarks (antibaryons), deux quarks et deux antiquarks (tétraquarks), et quatre quarks et un antiquark (pentaquarks). Il convient de rappeler que l’existence des pentaquarks a été confirmée en 2015 grâce toujours à l’accélérateur de particules du CERN.

En ce qui concerne les quatre nouvelles particules qui viennent d’être découvertes, elles sont toutes des tétraquarks avec une paire de quarks charm et deux autres quarks. Comme le proton et le neutron, ceux-ci sont tous des particules bien qu’ils ne soient pas des particules fondamentales. Au total, le Grand collisionneur de hadrons a trouvé 59 nouveaux hadrons. Des découvertes qui devraient permettre aux chercheurs de mieux connaitre les secrets de l’Univers.

Marc Odilon

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