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Les physiciens du Centre européen pour la recherche nucléaire (CERN) ont découvert une nouvelle particule, la 80e de son histoire, dont les propriétés vont aider à tester les modèles de la physique quantique, a annoncé mardi le Cern.

Le Cern a annoncé avoir découvert une 80e particule grâce au Grand collisionneur de hadrons. Il s'agit de "la première particule identifiée depuis les travaux d'amélioration du détecteur LHCb terminés en 2023" et "seulement de la seconde fois qu'un baryon composé de deux quarks lourds a été observé", souligne Vincenzo Vagnoni, porte-parole du Cern dans un communiqué.

"Ce résultat aidera les théoriciens à tester les modèles de la chromodynamique quantique", la théorie qui décrit l'interaction forte, la force fondamentale qui assure la cohésion du noyau des atomes, poursuit M. Vagnoni.

L'accélérateur du Cern fait se fracasser des particules lancées

Toute la matière que nous observons autour de nous - dont les protons et les neutrons qui composent les noyaux des atomes - est faite de baryons, particules courantes composées de trois quarks.

Up, down, charme, étrange, top et bottom: il existe six sortes (ou "saveurs") de quarks qui diffèrent selon leur masse, leur charge électrique et leurs propriétés quantiques. En théorie, de nombreux types de baryons peuvent donc se former en combinant ces "saveurs". Mais la plupart sont très difficiles à observer, car très instables.

Pour les produire, l'accélérateur du Cern, le grand collisionneur de hadrons (LHC), fait se fracasser des particules lancées les unes contre les autres dans un anneau à des vitesses phénoménales.

En 2017, la collaboration LHCb avait annoncé la découverte d'une particule très similaire

Les hadrons (les baryons et les mésons composés de deux quarks) instables se désintègrent rapidement. Mais les particules plus stables produites lors de la désintégration peuvent, elles, être détectées et leur présence permet aux scientifiques d'en déduire les propriétés de la particule d'origine.

La nouvelle particule a une structure semblable à celle du proton, composé de deux quarks "up" et d'un quark "down". Mais les quarks "up" y sont remplacés par des quarks "charmés", plus lourds, ce qui lui confère une masse quatre fois plus élevée que le proton.

En 2017, la collaboration LHCb avait annoncé la découverte d'une particule très similaire, composée de deux quarks "charmés" et d'un quark "up". La nouvelle particule a une durée de vie prédite jusqu'à six fois plus courte, la rendant encore plus difficile à observer.