Une Équipe De Physiciens Découvre Des Signes D’états Du Pentaquark Et De Nouvelle Matière
Les théoriciens de l’Université de Pittsburgh et de l’Université de Swansea ont démontré que les découvertes expérimentales récentes du collisionneur du CERN fournissent des preuves convaincantes de l’existence d’un nouveau type de matière.
Une particule lourde appelée Lambda b qui se désintègre en particules plus légères comme le proton bien connu et le célèbre J/psi, découverte en 1974, a fait l’objet d’une expérience au CERN, où se trouve le collisionneur de particules à la plus haute énergie au monde.
Les professeurs de physique Tim Burns de Swansea, au Pays de Galles, et Eric Swanson de Pitt soutiennent que les résultats ne peuvent être compris que si un nouveau type de matière existe dans un article qui vient d’être publié en ligne dans Physical Review D.
Les quarks, qui se combinent pour former le proton et le neutron connus, ainsi qu’une variété de particules subatomiques qui interagissent beaucoup plus fortement que les électrons ou les neutrinos, représentent la majorité de la masse observable de l’univers. Les hadrons sont un nom collectif pour ces particules fortement interférentes et sont un concept de la théorie de la chromodynamique quantique. Cette hypothèse existe depuis près de 50 ans mais reste notoirement difficile à comprendre.
Selon Swanson, l’enfant problématique du modèle standard est la chromodynamique quantique. Il est difficile de répondre aux nombreux problèmes soulevés par cette expérience unique, car pour apprendre ce qu’elle dit sur les hadrons, il faut faire fonctionner les ordinateurs les plus rapides de la planète pendant des années.
Pour comprendre la chromodynamique quantique, des expériences sur les hadrons doivent être menées, et les résultats doivent être interprétés avec précision.
Un nouveau type de matière
Une combinaison d’un quark et d’un antiquark, comme le J/psi, ou des combinaisons de trois quarks, comme le proton, pourrait être utilisée pour expliquer tous les hadrons jusqu’à récemment. Malgré cela, on a longtemps cru que d’autres combinaisons de quarks – essentiellement de nouveaux types de matière – étaient réalisables. Puis, en 2004, une particule connue sous le nom de X (3872) a été découverte, qui semblait être un mélange de deux quarks et de deux antiquarks. Depuis lors, d’autres innovations potentielles sont apparues ; cependant, aucun d’entre eux n’a été identifié avec certitude comme de nouveaux appariements de quarks inhabituels.
Selon Swanson, “parfois une bosse dans les données est une belle nouvelle chose, et d’autres fois ce n’est qu’une bosse”.
Afin de trouver une explication convaincante pour chaque observation, le nouvel effort intègre les données du CERN à celles d’autres tests de 2018 et 2019.
Nous avons un modèle qui, pour la première fois, prend en compte toutes les restrictions expérimentales et explique bien les données, selon Burns. La présence de nombreuses nouvelles particules appelées ‘‘pentaquarks’’, composées de quatre quarks et d’un antiquark, est nécessaire à l’explication. De plus, selon les recherches, les pentaquarks sont sur le point d’être détectés dans d’autres laboratoires.
Burns a déclaré qu’il n’y a vraiment pas d’autre moyen de comprendre les données que les états pentaquark doivent exister. La découverte suggère que d’autres pentaquarks peuvent exister, et que la découverte d’une toute nouvelle forme de la substance est imminente.
Lire l’article original sur PHYS.
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