• Physique: l'expérience LHCb, auprès du Grand collisionneur de hadrons du CERN, a découvert une catégorie de particules appelées pentaquarks!____¤201507

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in Λ0bJ/ψKp decays» (disponibles sur arxiv.org) ont été soumis pour publication à la revue Physical Review Letters, a permis la découverte d’une catégorie de particules appelées pentaquarks, dans le cadre de l'expérience LHCb auprès du Grand collisionneur de hadrons du CERN.

     

    Rappelons tout d'abord que «notre compréhension de la structure de la matière a été révolutionnée en 1964, quand le physicien Murray Gell-Mann, des États-Unis, a proposé une distinction entre deux catégories de particules: d’une part les baryons, qui comprennent les protons et les neutrons et sont composés de trois objets possédant des charges fractionnaires appelés quarks, et d’autre part les mésons, qui sont composés de paires quark-antiquark».

     

    En fait, ce modèle permet également «l’existence d’autres états composites de quarks, notamment des pentaquarks composés de quatre quarks et d’un antiquark», mais, jusqu’ici, «en plus de cinquante ans de recherches expérimentales» cette configuration «n’avait encore jamais été observée».

     

    L'étude ici présentée a «cherché des états pentaquark en examinant la désintégration d’un baryon appelé Λb (Lambda b) en trois autres particules, un J/ψ-(J-psi), un proton et un kaon chargé». Ainsi, l'analyse du spectre des masses du J/ψ et du proton a fait apparaître «que leur production faisait parfois intervenir des états intermédiaires», qui ont été dénommés «Pc(4450)+ et Pc(4380)+, le premier apparaissant sous la forme d’un pic clairement visible dans les données, tandis que le second est nécessaire pour décrire entièrement les données».

     

    L'examen toutes les possibilités pour ces signaux conduit à conclure «qu’ils peuvent être expliqués uniquement par des états pentaquark» formés «de deux quarks u, d’un quark d, d’un quark c et d’un antiquark c».

     

    Si l'expérience LHCb est parvenue à faire cette découverte alors que les recherches de pentaquarks antérieures «n’ont pas obtenu de résultats probants», c'est qu'elle «a été en mesure de chercher des pentaquarks à partir de nombreux angles différents, et que toutes les observations ont mené à la même conclusion».

     

    Le prochain objectif est de comprendre la façon «dont les quarks sont liés à l’intérieur des pentaquarks», car ils «pourraient être liés étroitement» ou, au contraire «être liés faiblement et former une sorte de molécule méson-baryon, dans laquelle le méson et le baryon seraient sensibles à une force forte résiduelle semblable à celle qui lie les protons et les neutrons à l’intérieur des noyaux».

     

     

     


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