Les succès ne cessent de provenir du Laboratoire national d’accélérateurs Fermi du Département de l’énergie. Jusqu'à présent ce mois-ci, le laboratoire a annoncé la découverte d'un rare quark top unique, puis a réduit l'écart - deux fois, en fait - pour la masse de l'insaisissable particule de Higgs Boson, ou «particule de Dieu», censée donner toutes les autres particules leur masse.
Maintenant, les scientifiques ont détecté une nouvelle particule complètement non théorisée qui remet en question ce que les physiciens pensaient savoir sur la façon dont les quarks se combinent pour former la matière. Ils l'appellent Y (4140), reflétant sa masse mesurée de 4140 méga-électrons volts.
"Il doit essayer de nous dire quelque chose", a déclaré Jacobo Konigsberg de l'Université de Floride, porte-parole de l'équipe des détecteurs de collisionneurs du Fermilab. "Jusqu'à présent, nous ne savons pas ce que c'est, mais soyez assurés que nous continuerons à écouter."
La matière telle que nous la connaissons comprend des blocs de construction appelés quarks. Les quarks s'assemblent de diverses manières bien établies pour construire d'autres particules: les mésons, constitués d'une paire quark-antiquark, et les baryons, constitués de trois quarks.
Mais récemment, des collisionneurs électron-positon du SLAC National Accelerator Laboratory de Stanford et du laboratoire japonais KEK ont révélé des exemples de structures de quarks composites - nomméesX etOuiparticules - qui ne sont pas les mésons et les baryons habituels. Et maintenant, la collaboration Collector Detector at Fermilab (CDF) a trouvé des preuves de la particule Y (4140).
La particule Y (4140) se désintègre en une paire d'autres particules, le J / psi et le phi, suggérant aux physiciens qu'il pourrait s'agir d'une composition de charme et de quarks anticharm. Cependant, les caractéristiques de cette décroissance ne correspondent pas aux attentes conventionnelles pour un tel maquillage. D'autres interprétations possibles au-delà d'une simple structure quark-antiquark sont des particules hybrides qui contiennent également des gluons, ou même des combinaisons de quatre quark.
Les scientifiques du Fermilab ont observé des particules Y (4140) dans la désintégration d'une particule beaucoup plus couramment produite contenant un quark inférieur, appelé méson B +. En passant au crible des billions de collisions proton-antiproton du Tevatron du Fermilab, ils ont identifié un petit échantillonnage de mésons B + qui se sont désintégrés de façon inattendue. Une analyse plus approfondie a montré que les mésons B + se désintégraient en Y (4140).
La particule Y (4140) est le plus récent membre d'une famille de particules de caractéristiques inhabituelles similaires observées au cours des dernières années par des expérimentateurs du Tevatron du Fermilab ainsi que du KEK et du laboratoire SLAC, qui opère à Stanford grâce à un partenariat avec les États-Unis. Ministère de l'Énergie.
"Nous félicitons la CDF pour les premières preuves d'un nouvel état Y inattendu qui se désintègre en J / psi et phi", a déclaré le physicien japonais Masanori Yamauchi, porte-parole de la KEK. «Cet état peut être lié à l'état Y (3940) découvert par Belle et pourrait être un autre exemple d'un hadron exotique contenant des quarks de charme. Nous allons essayer de confirmer cet état dans nos propres données Belle. »
Les physiciens théoriques tentent de décoder la vraie nature de ces combinaisons exotiques de quarks qui échappent à notre compréhension actuelle des mésons et des baryons. Pendant ce temps, les expérimentateurs continuent joyeusement de rechercher de telles particules.
"Nous nous appuyons sur nos connaissances pièce par pièce", a déclaré le porte-parole du Fermilab, Rob Roser, "et avec suffisamment de pièces, nous comprendrons comment ce puzzle s'intègre."
L’observation Y (4140) fait l’objet d’un article soumis par le CDF au Lettres d'examen physique cette semaine. En plus d'annoncer Y (4140), la collaboration expérimentale CDF présente cette semaine plus de 40 nouveaux résultats à la conférence Moriond sur la chromodynamique quantique en Europe, y compris la découverte de la production de quark top électrofaibles et une nouvelle limite sur le boson de Higgs, de concert avec des expérimentateurs de la collaboration DZero de Fermilab.
Source: Fermilab
