Observation d’un tétraquark étroit doublement charmé exotiquePentaquark : 50 ans de découvertes et d’innovationsDernières nouvelles de l’espace sur la matière noireDes physiciens découvrent une nouvelle particule exotique Méson exotique : Preuve trouvée d’un nouveau type de particule subatomiqueLes physiciens ont trouvé des preuves d’un nouveau type inhabituel de particules subatomiques qui pourraient les aider à expliquer comment l’univers est collé.
Après trois décennies de recherche, le premier « méson exotique » au monde a été détecté dans un accélérateur de particules du Brookhaven National Laboratory à Upton. Les physiciens annoncent la détection dans le numéro d’aujourd’hui de Physics Review Letters.Dans le modèle standard de la physique, un ensemble de connaissances théoriques accumulées sur 30 ans, trois quarks forment un proton ou un neutron, et deux peuvent se combiner pour former une autre particule subatomique connue sous le nom de méson. Les quarks sont le type de particule subatomique le plus fondamental connu.
Wait a minute…someone's taken an extra quark – The #ExoticMeson disc'd this day 1997 pic.twitter.com/SBRpDgu6BI
— Bill Peeples (@BPeeples17) September 1, 2016
Ce modèle standard a également prédit que les quarks pourraient se combiner de manière inhabituelle pour former ce que l’on appelle des mésons exotiques.
Si l’observation est confirmée, selon les physiciens, l’étude des mésons exotiques, qui n’existent que pendant environ un billionième de billionième de seconde, pourrait révéler des détails sur la façon dont les quarks – et donc tout dans l’univers – sont collés ensemble.
Les expériences de Brookhaven n’ont pas réellement vu de méson exotique, mais en ont trouvé des preuves dans les débris créés par une collision à haute énergie entre des particules.
PentaquarkUn pentaquark est une particule subatomique composée de quatre quarks et d’un antiquark liés ensemble.
Comme les quarks ont un nombre de baryons de +1/3 et des antiquarks de -1/3, le pentaquark aurait un nombre total de baryons de 1, et serait donc un baryon. De plus, parce qu’il a cinq quarks au lieu des trois habituels trouvés dans les baryons réguliers (alias «triquarks»), il est classé comme un baryon exotique. Le nom pentaquark a été inventé par Claude Gignoux et al.et Harry J. Lipkin en 1987; cependant, la possibilité de particules à cinq quarks a été identifiée dès 1964 lorsque Murray Gell-Mann a postulé pour la première fois l’existence de quarks. Bien que prédit depuis des décennies, les pentaquarks se sont avérés étonnamment difficiles à découvrir et certains physiciens commençaient à soupçonner qu’une loi inconnue de la nature empêchait leur production.
La première allégation de découverte de pentaquark a été enregistrée au LEPS au Japon en 2003, et plusieurs expériences au milieu des années 2000 ont également signalé des découvertes d’autres états de pentaquark. Cependant, d’autres n’ont pas été en mesure de reproduire les résultats du LEPS, et les autres découvertes de pentaquark n’ont pas été acceptées en raison de la médiocrité des données et de l’analyse statistique. Le 13 juillet 2015, la collaboration LHCb au CERN a rapporté des résultats cohérents avec les états de pentaquark dans la désintégration des baryons Lambda inférieurs (Λ0 b). Le 26 mars 2019, la collaboration LHCb a annoncé la découverte d’un nouveau pentaquark qui n’avait pas été observé auparavant. Les observations dépassent le seuil de 5 sigma requis pour revendiquer la découverte de nouvelles particules.En dehors des laboratoires de physique des particules, les pentaquarks pourraient également être produits naturellement par les supernovae dans le cadre du processus de formation d’une étoile à neutrons.[9] L’étude scientifique des pentaquarks pourrait offrir un aperçu de la formation de ces étoiles, ainsi que permettre une étude plus approfondie des interactions des particules et de la force forte.
Quark : Un quark est un type de particule élémentaire qui a une masse, une charge électrique et une charge de couleur, ainsi qu’une propriété supplémentaire appelée saveur, qui décrit de quel type de quark il s’agit (haut, bas, étrange, charme, haut ou bas) . En raison d’un effet connu sous le nom de confinement des couleurs, les quarks ne sont jamais vus seuls. Au lieu de cela, ils forment des particules composites appelées hadrons afin que leurs charges de couleur s’annulent. Les hadrons constitués d’un quark et d’un antiquark sont appelés mésons, tandis que ceux constitués de trois quarks sont appelés baryons. Ces hadrons « réguliers » sont bien documentés et caractérisés ; cependant, rien en théorie n’empêche les quarks de former des hadrons «exotiques» tels que des tétraquarks avec deux quarks et deux antiquarks, ou des pentaquarks avec quatre quarks et un antiquark.
Structure cinq cercles disposés dans le sens des aiguilles d’une montre: cercle bleu marqué « c », cercle jaune (antibleu) marqué « c » avec un overscore, cercle vert marqué « u », cercle bleu marqué « d » et cercle rouge marqué « u ». Un diagramme du pentaquark de type P+ c peut-être découvert en juillet 2015, montrant les saveurs de chaque quark et une configuration de couleur possible.Une grande variété de pentaquarks est possible, avec différentes combinaisons de quarks produisant différentes particules. Pour identifier les quarks qui composent un pentaquark donné, les physiciens utilisent la notation qqqqq, où q et q désignent respectivement l’une des six saveurs de quarks et d’antiquarks. Les symboles u, d, s, c, b et t représentent respectivement les quarks haut, bas, étrange, charme, bas et top, les symboles u, d, s, c, b, t correspondant aux antiquarks respectifs. Par exemple, un pentaquark composé de deux quarks up, un quark down, un quark charmé et un antiquark charmé serait noté uudcc.
Les quarks sont liés entre eux par la force forte, qui agit de manière à annuler les charges de couleur à l’intérieur de la particule. Dans un méson, cela signifie qu’un quark est associé à un antiquark avec une charge de couleur opposée – bleu et antibleu, par exemple – tandis que dans un baryon, les trois quarks ont entre eux les trois charges de couleur – rouge, bleu et vert. nb 1] Dans un pentaquark, les couleurs doivent également s’annuler, et la seule combinaison possible est d’avoir un quark avec une couleur (ex. rouge), un quark avec une deuxième couleur (ex. vert), deux quarks avec la troisième couleur (par exemple bleu), et un antiquark pour contrebalancer le surplus de couleur (par exemple antibleu).Le mécanisme de liaison des pentaquarks n’est pas encore clair. Ils peuvent être constitués de cinq quarks étroitement liés, mais il est également possible qu’ils soient plus lâchement liés et consistent en un baryon à trois quarks et un méson à deux quarks interagissant relativement faiblement via l’échange de pions (la même force qui lie noyaux atomiques ) dans une « molécule méson-baryon ».
Histoire – Milieu des années 2000
L’exigence d’inclure un antiquark signifie que de nombreuses classes de pentaquark sont difficiles à identifier expérimentalement – si la saveur de l’antiquark correspond à la saveur de tout autre quark dans le quintuplet, elle s’annulera et la particule ressemblera à son cousin hadronique à trois quarks . Pour cette raison, les premières recherches sur les pentaquarks recherchaient des particules où l’antiquark ne s’annulait pas.[10] Au milieu des années 2000, plusieurs expériences ont prétendu révéler des états de pentaquark. En particulier, une résonance avec une masse de 1540 MeV/c2 (4,6 σ) a été rapportée par le LEPS en 2003,Θ + . Cela a coïncidé avec un état pentaquark avec une masse de 1530 MeV/c2 prédit en 1997.L’état proposé était composé de deux quarks up, de deux quarks down et d’un antiquark étrange (uudds). Suite à cette annonce, neuf autres expériences indépendantes ont rapporté avoir vu des pics étroits de nK + et p K0 , avec des masses comprises entre 1522 MeV/c2 et 1555 MeV/c2, toutes supérieures à 4 σ. Alors que des inquiétudes existaient quant à la validité de ces états, le Particle Data Group a attribué au Θ + , une note de 3 étoiles (sur 4) dans l’examen de 2004 de la physique des particules. Deux autres états de pentaquark ont été signalés mais avec une faible signification statistique – le Φ−− (ddssu), avec une masse de 1860 MeV/c2 et le Θ0 c (uuddc), avec une masse de 3099 MeV/c2. On a découvert plus tard que les deux étaient des effets statistiques plutôt que de véritables résonances.
Dix expériences ont alors recherché le Θ+, mais sont sorties les mains vides.[13] Deux en particulier (une à BELLE, et l’autre au CLAS) avaient à peu près les mêmes conditions que d’autres expériences qui prétendaient avoir détecté le Θ+ (DIANA et SAPHIR respectivement). L’examen de 2006 de la physique des particules a conclu :
[T]il n’y a pas eu de confirmation statistique élevée d’aucune des expériences originales qui prétendaient voir le Θ+ ; il y a eu deux répétitions de statistiques élevées de Jefferson Lab qui ont clairement montré que les affirmations positives originales dans ces deux cas étaient fausses ; il y a eu un certain nombre d’autres expériences à statistiques élevées, dont aucune n’a trouvé de preuve pour le
Θ+ ; et toutes les tentatives pour confirmer les deux autres états de pentaquark revendiqués ont conduit à des résultats négatifs. La conclusion selon laquelle les pentaquarks en général, et les Θ+ en particulier, n’existent pas, semble convaincante.La revue de physique des particules de 2008 est allée encore plus loin :
Il y a deux ou trois expériences récentes qui trouvent de faibles preuves de signaux proches des masses nominales, mais il est tout simplement inutile de les mettre en tableau compte tenu des preuves accablantes que les pentaquarks revendiqués n’existent pas… Toute l’histoire – les découvertes elles-mêmes , le raz-de-marée d’articles de théoriciens et de phénoménologues qui a suivi, et l’éventuelle « non-découverte » – est un épisode curieux de l’histoire des sciences. Malgré ces résultats nuls, les résultats LEPS ont continué à montrer l’existence d’un état étroit avec une masse de 1524±4 MeV/c2, avec une signification statistique de 5,1 σ.
Résultats 2015 de LHCb
Diagramme de Feynman représentant la désintégration d’un baryon lambda Λ0b en un kaon K− et un pentaquark P+c.En juillet 2015, la collaboration LHCb au CERN a identifié des pentaquarks dans le canal Λ0b→J/ψK−p, qui représente la désintégration du baryon lambda inférieur (Λ0b) en un méson J/ψ (J/ψ), un kaon (K −) et un proton (p). Les résultats ont montré que parfois, au lieu de se désintégrer via des états lambda intermédiaires, le Λ0b se désintégrait via des états pentaquark intermédiaires. Les deux états, nommés P + c (4380) et P + c (4450), avaient des significations statistiques individuelles de 9 σ et 12 σ, respectivement, et une signification combinée de 15 σ – suffisante pour revendiquer une découverte formelle. L’analyse a exclu la possibilité que l’effet ait été causé par des particules conventionnelles.Les deux états de pentaquark ont tous deux été observés se désintégrant fortement en J / ψp, ils doivent donc avoir un contenu en quarks de valence de deux quarks up, un quark down, un quark charme et un quark anti-charme ( uudcc ).
La recherche de pentaquarks n’était pas un objectif de l’expérience LHCb (qui est principalement conçue pour étudier l’asymétrie matière-antimatière) et la découverte apparente de pentaquarks a été décrite comme un « accident » et « quelque chose sur lequel nous sommes tombés » par le coordinateur physique de l’expérience. Études des pentaquarks dans d’autres expériences
A ajustement au spectre de masse invariant J/ψp pour la désintégration Λ0b→J/ψK−p, chaque composante d’ajustement étant représentée individuellement. La contribution des pentaquarks est représentée par des histogrammes hachurés.La production de pentaquarks à partir des désintégrations électrofaibles des baryons Λ0 b a une section efficace extrêmement petite et donne des informations très limitées sur la structure interne des pentaquarks. Pour cette raison, il existe plusieurs initiatives en cours et proposées pour étudier la production de pentaquark dans d’autres filières.
Il est prévu que les pentaquarks seront étudiés dans les collisions électron-proton dans les expériences Hall B E2-16-007 et Hall C E12-12-001A au JLAB. Le défi majeur de ces études est une masse lourde du pentaquark, qui sera produite à la queue du spectre photon-proton dans la cinématique JLAB. Pour cette raison, les fractions de ramification actuellement inconnues du pentaquark devraient être suffisamment grandes pour permettre la détection du pentaquark dans la cinématique JLAB. Le collisionneur d’électrons et d’ions proposé, qui a des énergies plus élevées, est bien mieux adapté à ce problème.Une voie intéressante pour étudier les pentaquarks dans les collisions proton-nucléaire a été suggérée dans [18] Ce processus a une grande section efficace en raison du manque d’intermédiaires électrofaibles et donne accès à la fonction d’onde des pentaquarks. Dans les expériences à cible fixe, les pentaquarks seront produits avec une faible rapidité dans le cadre du laboratoire et seront facilement détectés. De plus, s’il existe des pentaquarks neutres, comme suggéré dans plusieurs modèles basés sur la symétrie des saveurs, ceux-ci pourraient également être produits dans ce mécanisme. Ce processus pourrait être étudié lors de futures expériences à haute luminosité comme After@LHC et NICA.
Résultats 2019 de LHCb
Le 26 mars 2019, la collaboration LHCb a annoncé la découverte d’un nouveau pentaquark, basé sur des observations qui ont dépassé le seuil de 5 sigma, en utilisant un ensemble de données plusieurs fois plus volumineux que l’ensemble de données de 2015.
Désigné Pc(4312)+ (Pc+ identifie un charmonium-pentaquark tandis que le nombre entre parenthèses indique une masse d’environ 4312 MeV), le pentaquark se désintègre en un proton et un méson J/ψ. Les analyses ont révélé en outre que les observations antérieures rapportées du pentaquark Pc(4450)+ étaient en fait la moyenne de deux résonances différentes, désignées Pc(4440)+ et Pc(4457)+. Comprendre cela nécessitera une étude plus approfondie.
Applications : Tubes de flux de couleur produits par cinq charges statiques de quarks et d’antiquarks, calculées en QCD sur réseau.[19] Le confinement en chromodynamique quantique conduit à la production de tubes de flux reliant des charges de couleur. Les tubes de flux agissent comme des potentiels de type chaîne QCD attractifs.
La découverte des pentaquarks permettra aux physiciens d’étudier plus en détail la force forte et de mieux comprendre la chromodynamique quantique. De plus, les théories actuelles suggèrent que certaines très grandes étoiles produisent des pentaquarks lors de leur effondrement. L’étude des pentaquarks pourrait aider à faire la lumière sur la physique des étoiles à neutrons.
Dernières nouvelles de l’espace sur la matière noirePour célébrer les cinq premières années de fonctionnement à bord de la Station spatiale internationale, le professeur Sam Ting, porte-parole de la collaboration Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) vient de présenter ses derniers résultats lors d’un récent séminaire organisé au CERN . Avec un échantillon de 90 millions d’événements collectés dans les rayons cosmiques, ils disposent désormais des données les plus précises sur un large éventail de particules trouvées dans l’espace.De nombreux physiciens se demandent si la collaboration AMS résoudra l’énigme sur l’origine de l’excès de positrons trouvé dans les rayons cosmiques. Les positrons sont l’antimatière des électrons. Étant donné que nous vivons dans un monde composé presque uniquement de matière, les scientifiques se demandent depuis plus d’une décennie d’où viennent ces positrons. Il est bien connu que certains positrons sont produits lorsque les rayons cosmiques interagissent avec la matière interstellaire. Ce qui est déroutant, c’est que plus de positrons sont observés que ce qui est attendu de cette seule source.
Diverses hypothèses ont été formulées pour expliquer l’origine de ces positrons supplémentaires. Une possibilité particulièrement excitante est que ces positrons pourraient émaner de l’annihilation de particules de matière noire. La matière noire est une forme de matière invisible qui est observée dans l’Univers principalement à travers ses effets gravitationnels. La matière ordinaire, tout ce que nous savons sur Terre mais aussi tout ce que l’on trouve dans les étoiles et les galaxies, émet de la lumière lorsqu’elle est chauffée, tout comme un morceau de métal chauffé brille.La matière noire n’émet pas de lumière, d’où son nom. Il est cinq fois plus répandu que la matière ordinaire. Bien que personne ne le sache, nous soupçonnons que la matière noire, tout comme la matière ordinaire, est constituée de particules, mais personne n’a encore été capable de capturer une particule de matière noire. Cependant, si des particules de matière noire existent, elles pourraient s’annihiler les unes avec les autres et produire un électron et un positon, ou une paire proton et antiproton. Cela établirait enfin l’existence de particules de matière noire et révélerait quelques indices sur leurs caractéristiques.
Une explication alternative mais moins exotique serait que l’excès observé de positrons provienne des pulsars. Les pulsars sont des étoiles à neutrons avec un fort champ magnétique qui émettent de la lumière pulsée. Mais la lumière est faite de photons et les photons peuvent aussi se désintégrer en un électron et un positron. Ainsi, le pulsar et l’annihilation de la matière noire fournissent une explication plausible sur la source de ces positrons.Pour faire la différence, il faut mesurer l’énergie de tous les positrons trouvés dans les rayons cosmiques et voir combien se trouvent à haute énergie. C’est ce qu’AMS a fait et leurs données sont présentées sur le graphique de gauche ci-dessous, où l’on voit le flux de positrons (axe vertical) trouvé à différentes énergies (axe horizontal). Le flux combine le nombre de positrons trouvés avec leur cube d’énergie. La courbe verte donne le nombre de positrons attendus des rayons cosmiques frappant le matériau interstellaire (ISM).
Si l’excès de positrons devait provenir de l’annihilation de la matière noire, aucun positron ne serait trouvé avec une énergie supérieure à la masse de la particule de matière noire. Ils auraient une distribution d’énergie similaire à la courbe brune sur le graphique ci-dessous comme prévu pour des particules de matière noire ayant une masse de 1 TeV, mille fois plus lourde qu’un proton. Dans ce cas, la courbe de distribution d’énergie des positons chuterait fortement. Les points rouges représentent les données AMS avec leurs erreurs expérimentales indiquées par les barres verticales. Si, par contre, les positrons provenaient de pulsars, la chute à haute énergie serait moins prononcée.Le nom du jeu est donc de comprendre précisément ce qui se passe à haute énergie. Mais il y a beaucoup moins de positrons là-bas, ce qui rend très difficile de voir ce qui se passe, comme l’indiquent les grandes barres d’erreur attachées aux points de données à plus haute énergie. Ceux-ci indiquent la taille des erreurs expérimentales.
Mais en regardant la fraction de positrons trouvée dans toutes les données collectées pour les électrons et les positrons (graphique de droite ci-dessus), certaines des erreurs expérimentales s’annulent. AMS a collecté plus d’un million de positrons et 16 millions d’électrons. Les points rouges sur le graphique de droite montrent la fraction de positrons trouvés dans leur échantillon en fonction de l’énergie. Compte tenu de la précision réelle de ces mesures, il n’est toujours pas tout à fait clair si cette fraction diminue réellement à une énergie plus élevée ou non.La Collaboration AMS espère cependant disposer de suffisamment de données pour distinguer les deux hypothèses d’ici 2024 lorsque l’ISS cessera de fonctionner. Ces projections sont présentées sur les deux graphiques suivants à la fois pour le flux de positrons (à gauche) et la fraction de positrons (à droite). Dans l’état actuel des choses, les deux hypothèses sont encore possibles compte tenu de la taille des erreurs expérimentales.
Il existe une autre façon de tester l’hypothèse de la matière noire. En interagissant avec la matière interstellaire, les rayons cosmiques produisent non seulement des positrons, mais aussi des antiprotons. Il en serait de même pour les annihilations de matière noire, mais les pulsars ne peuvent pas produire d’antiprotons. S’il y avait aussi un excès d’antiprotons dans l’espace extra-atmosphérique qui ne pouvait être expliqué par les rayons cosmiques, cela renforcerait l’hypothèse de la matière noire. Mais cela implique de savoir précisément comment les rayons cosmiques se propagent et interagissent avec le milieu interstellaire.En utilisant le grand échantillon d’antiprotons de l’AMS, le professeur Sam Ting a affirmé qu’un tel excès existait déjà. Il a montré le graphique suivant donnant la fraction d’antiprotons trouvée dans l’échantillon total de protons et d’antiprotons en fonction de leur énergie. Les points rouges représentent les mesures AMS, la bande brune, un calcul théorique pour les rayons cosmiques, et la bande bleue, ce qui pourrait provenir de la matière noire.
Ce graphique suggère clairement que plus d’antiprotons sont trouvés que ce qui est attendu des rayons cosmiques interagissant avec la matière interstellaire (ISM). Mais Dan Hooper et Ilias Cholis, deux théoriciens et experts sur ce sujet, sont fortement en désaccord, affirmant que l’incertitude sur ce calcul est beaucoup plus grande. Ils disent que l’intrigue suivante (de Cuoco et al.) Est de loin plus réaliste. Les points roses représentent les données AMS pour la fraction antiproton. Les données semblent en bon accord avec la prédiction théorique donnée par la ligne noire et les bandes grises. Il n’y a donc aucun signe d’un grand excès d’antiprotons ici. Il faudra attendre encore quelques années avant que les données AMS et les estimations théoriques soient suffisamment précises pour déterminer s’il y a excès ou non.La collaboration AMS pourrait avoir une autre énorme surprise en réserve : découvrir les premiers antiatomes d’hélium dans l’espace. Étant donné que tout ce qui est plus complexe qu’un antiproton est beaucoup plus difficile à produire, ils devront analyser d’énormes quantités de données et réduire encore toutes leurs erreurs expérimentales avant qu’une telle découverte puisse être établie.
AMS découvrira-t-il des atomes d’antihélium dans les rayons cosmiques, établira-t-il la présence d’un excès d’antiprotons ou même résoudra-t-il l’énigme des positrons ? AMS a beaucoup de travail passionnant à son ordre du jour. Ça vaut le coup de l’attendre !50 ans de découvertes et d’innovations [Publié :15 juin 2017]
Cette année, le Laboratoire Fermi célèbre un demi-siècle de réalisations révolutionnaires. À l’occasion du 50e anniversaire du laboratoire, nous publierons (sans ordre particulier) une innovation ou une découverte différente de l’histoire du Laboratoire Fermi chaque jour entre le 27 avril et le 15 juin, date en 1967 où les employés du laboratoire sont arrivés au travail pour la première fois. La liste couvre les mesures importantes de la physique des particules, les progrès de la science des accélérateurs, les découvertes en astrophysique, les articles de physique théorique, les développements informatiques révolutionnaires et plus encore. Bien que la liste des 50 ne présente qu’une petite fraction du curriculum vitae impressionnant du laboratoire, elle capture néanmoins l’étendue du travail du laboratoire au fil des décennies, et elle nous rappelle les exploits remarquables d’ingéniosité, d’ingénierie et de technologie dont nous sommes capables lorsque nous travaillons. ensemble pour faire de la grande science.
CDF et DZero découvrent le quark top
Le 2 mars 1995, les physiciens du Fermilab ont annoncé la découverte d’une particule subatomique appelée le quark top . C’était la dernière particule non découverte de la famille des quarks à six membres prédite par le modèle standard de la physique des particules. Les scientifiques du monde entier avaient recherché le quark top depuis la découverte du quark bottom au Laboratoire Fermi en 1977. Les collaborations expérimentales CDF et DZero ont découvert la particule à l’aide de faisceaux de particules du Tevatron du Laboratoire Fermi, l’accélérateur de particules à la plus haute énergie au monde à l’époque.Tevatron est le premier accélérateur de particules supraconductrices au mondeLes premiers accélérateurs utilisaient des aimants constitués de fils électriques enroulés dans des bobines, mais ces électroaimants perdent des pans d’énergie sous forme de chaleur, faisant grimper la facture d’électricité à travers le toit. La solution était la supraconductivité . Lorsqu’ils sont refroidis presque au zéro absolu, certains alliages métalliques permettent au courant électrique de circuler librement sans perte de chaleur. Enroulés dans une bobine, ils deviennent des aimants supraconducteurs, une technologie économe en énergie qui était déjà familière aux physiciens mais qui n’a jamais été mise à l’échelle pour une entreprise aussi massive. Alvin Tollestrup a reçu à la fois un National Medial of Technology et le prix APS Robert R. Wilson pour l’innovation.Observation d’un tétraquark étroit doublement charmé exotiqueLa matière hadronique conventionnelle est constituée de baryons et de mésons constitués respectivement de trois quarks et d’une paire quark-antiquark. Nous rapportons ici l’observation d’un état hadronique contenant quatre quarks dans l’expérience de beauté du Large Hadron Collider. Ce soi-disant tétraquark contient deux quarks charmés, un quark et un quarkCet état exotique a une masse d’environ 3 875 MeV et se manifeste par un pic étroit dans le spectre de masse des mésons D 0 D 0 π + juste en dessous du D * + D 0tu¯¯¯d¯¯¯
seuil de masse. La masse proche du seuil ainsi que la largeur étroite révèlent la nature de résonance de l’état.Des physiciens découvrent une nouvelle particule exotique : Des PHYSICIENS travaillant au Laboratoire national de Brookhaven à Long Island pensent avoir découvert une particule jusque-là inconnue, qu’ils appellent un méson exotique.
La découverte de la nouvelle particule a été rapportée hier dans la revue Physical Review Letters par 51 scientifiques de Brookhaven, de l’Université de Notre Dame, de trois autres institutions américaines et de deux groupes de recherche russes.
La particule, qui a été créée en lançant un faisceau de protons dans une cible d’hydrogène liquide, a une durée de vie trop courte pour être détectée directement, mais les physiciens ont déduit son existence du modèle de débris subnucléaires que sa désintégration a apparemment créé.La matière ordinaire est constituée d’atomes dont les noyaux sont constitués de diverses combinaisons de protons et de neutrons, et chaque proton ou neutron contient trois quarks, avec des particules appelées gluons qui les maintiennent ensemble. Un autre type de particule, qui survit brièvement après sa création dans les laboratoires d’accélérateurs, est le méson : une particule contenant seulement deux quarks — un quark et un antiquark.
Le nouveau méson suspecté n’est certainement pas l’un des types bien connus de quark-antiquark, a rapporté le groupe. Parmi les possibilités que la collaboration a l’intention d’étudier, la nouvelle particule pourrait contenir quatre quarks — deux normaux et deux antiquarks — liés ensemble par des gluons. Cela ferait du méson exotique la seule particule connue contenant plus de trois quarks.Les scientifiques ont déclaré que bien que l’existence de cette particule n’ait pas été prédite par la théorie généralement acceptée de la matière connue sous le nom de modèle standard, la particule n’était pas incompatible avec cette théorie.
Une étude plus approfondie de la nouvelle particule particulière devrait faire la lumière sur les détails de la force nucléaire forte et la théorie de la chromodynamique quantique – une clé pour comprendre la structure de la matière.
La recherche d’exotiques QCD : les particules prédites par la théorie de la chromodynamique quantique aident à expliquer pourquoi les éléments constitutifs fondamentaux de la matière sont impossibles à isoler Méson exotique
En 1997, la découverte d’une nouvelle particule subatomique a été annoncée, appelée le « méson exotique ». Les scientifiques ont émis l’hypothèse que le méson exotique pourrait comprendre quatre quarks, contrairement à toutes les autres particules connues, qui en ont trois. L’équipe de recherche comprenait des physiciens du Laboratoire national de Brookhaven, Upton, N.Y., et d’autres installations aux États-Unis et en Russie.
https://www.hellenicaworld.com/Science/Physics/en/Pentaquark.html
http://www.quantumdiaries.org/category/blogroll/