• Physique: la collaboration CMS a mesuré pour la première fois la variation de la masse du quark top, le plus lourd des six types de quarks!____¤201910

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Running of the top quark mass from proton-proton collisions at s= 13 TeV» ont été soumis à la revue Physics Letters B et sont disponibles en pdf, rapporte que la collaboration CMS a mesuré pour la première fois la variation de la masse du quark top, «le plus lourd des six types de quarks», en fonction «de l'échelle d'énergie utilisée pour mesurer cette particule».

     

    Comme «la théorie de la chromodynamique quantique, l'une des clés de voûte du Modèle standard, prédit cette variation (ou « running » en anglais) en fonction de l'échelle d'énergie, pour les masses de tous les quarks et pour la force forte, qui s'exerce entre ces particules», l'observation de cette variation «offre le moyen de vérifier la théorie de la chromodynamique quantique ainsi que le Modèle standard».

     

    Jusqu'ici «des expériences menées au CERN et dans d'autres laboratoires» avaient «déjà permis de mesurer la variation de la masse des quarks bottom et charme, qui sont respectivement le deuxième et le troisième quarks les plus lourds» avec des résultats concordant avec la théorie de la chromodynamique quantique.

     

    En vue de mettre en évidence la variation de la masse du quark top, l'étude ici présentée a fait appel à «des données issues de collisions proton-proton de haute énergie qui se sont produites dans le Grand collisionneur de hadrons» (LHC) afin de «déterminer la fréquence de production de paires constituées d’un quark top et de son équivalent dans l'antimatière».

     

    Les mesures ont été effectuées «à trois échelles d'énergie différentes, comprises entre 400 GeV et 1 TeV», puis les résultats obtenus ont été comparés «avec les prédictions théoriques du taux de production de paires de quarks-antiquarks top», ce qui a permis de «déduire la masse du quark top à ces trois échelles d'énergie».

     

    Au bout du compte, «la masse du quark top semble bel et bien s’éroder comme le prédisait la chromodynamique quantique (à savoir qu'elle diminue avec l'augmentation de l'échelle d'énergie)». En outre, comme «le résultat se fonde sur trois points de données expérimentaux seulement», il sera possible, «en disposant de points de données supplémentaires et de prédictions théoriques améliorées», de «déterminer cette variation avec plus de précision».

     

     


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