Deux nouvelles particules ont été découvertes au grand collisionneur de hadrons (LHC), a annoncé mercredi le Cern, l'organisation européenne pour la recherche nucléaire à Genève. L'existence de ces particules baptisées Xi_b'- et Xi_b*- est prédite par la théorie, mais jusqu'à présent elles n'avaient jamais pu être observées.
Ces nouvelles particules sont des baryons, famille dont les membres les plus célèbres sont le proton et le neutron. Les baryons sont constitués de trois quarks, des constituants élémentaires liés entre eux par ce qu'on appelle "la force forte".
L'existence de ces deux nouvelles particules a été mise en évidence grâce à des expériences menées en 2011 et 2012 sur le grand accélérateur de particules LHC, situé à la frontière entre la Suisse et la France.
L'étude a été menée notamment par Matthew Charles, du Laboratoire de physique nucléaire (CNRS/UPMC/Université Paris Diderot), en collaboration avec un chercheur américain.
Défi pour les physiciens
La mesure des propriétés des deux nouvelles particules "contribue à une meilleure connaissance de la théorie d'interaction forte dans le cadre du Modèle standard de la physique des particules", souligne le CNRS français (Centre national de la recherche scientifique) dans un communiqué. Les interactions fortes sont responsables de la cohésion de la matière nucléaire.
Pendant longtemps, la description théorique de ces interactions a présenté un défi pour les physiciens. Puis, un progrès décisif a été accompli lorsqu'on a compris qu'elles sont toutes liées à un principe géométrique.
Autour de 1970, est né le schéma théorique du Modèle standard, qui décrit les particules fondamentales de la matière, la manière dont elles interagissent et les forces qui s'exercent entre elles.
Déjà observée en 2012
Une particule de la même famille, Xi_b*0, avait déjà été observée en 2012 grâce au grand collisionneur LHC, le plus grand du monde.
C'est lui également qui a permis de découvrir le célèbre Boson de Higgs, considéré par les physiciens comme la clef de voûte de la structure fondamentale de la matière, la particule élémentaire qui donne leur masse à nombre d'autres, selon la théorie du Modèle standard.
Le LHC se trouve actuellement en phase de préparation, après un long arrêt, en vue d'un fonctionnement à des énergies plus élevées et avec des faisceaux plus intenses. Son redémarrage est prévu au printemps 2015.