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Particules contenant 5 quarks découvertes au grand collisionneur de hadrons

Particules contenant 5 quarks découvertes au grand collisionneur de hadrons

Le grand collisionneur de hadrons CERN

En mars 2019, des physiciens du Collaboration LHCb au Grand collisionneur de hadrons près de Genève, en Suisse, a annoncé avoir découvert une particule ultra rare qui a été prédite pour la première fois il y a plus de 50 ans.

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Cette particule, appelée pentaquark, est un hadron qui est composé de cinq quarks. Les hadrons sont des particules constituées de deux quarks ou plus et maintenues ensemble par une force forte. le forte force nucléaire maintient les protons dans le noyau des atomes ensemble par l'échange de particules appelées mésons. Cet échange constant est ce qui tient le noyau ensemble.

Jusqu'au début des années 2000, les scientifiques n'avaient vu que deux types de hadrons:
Baryons - contenant trois quarks, par exemple, protons et neutrons
Mesons contenant un quark et un antiquark, par exemple le pi-méson

"Trois quarks pour Muster Mark!" - James Joyce, Finnegans Wake

Quarks sont les éléments fondamentaux de la matière, ils ne peuvent pas être décomposés davantage et se déclinent en six saveurs: Vers le haut, Vers le bas, Étrange, Charme, Haut, Bas. Chacune de ces saveurs a un compagnon antimatière qui lui est identique, mais avec la charge opposée.

En 2016, des scientifiques ont découvert tétraquarks qui contiennent deux quarks et deux antiquarks. La découverte récente de pentaquarks, qui contiennent un quark down, deux quarks up, un quark charm et un charm antiquark, a été proposée pour la première fois par un physicien. Murray Gell-Mann en 1964, lorsqu'il s'est rendu compte que des paires quark-antiquark pouvaient être ajoutées aux mésons et aux baryons pour créer des particules plus lourdes. En 1969, Gell-Mann a reçu le prix Nobel de physique pour ses travaux sur la théorie des particules élémentaires.

En 2015, des preuves supérieures à 5 sigma a été vu pour la première fois des deux premiers pentaquarks, nommé Pc(4450)+ et Pc(4380)+. Le nombre à quatre chiffres indique la masse du pentaquark en MeV / c2, faisant de ces pentaquarks plus que quatre fois plus lourd qu'un proton. Pc(4450)+ pourrait en fait être deux séparéspentaquarks, Pc(4440)+ et Pc(4457)+.

Après un deuxième manche du rayon à protons au CERN, des scientifiques ont découvert un troisième pentaquark appelé Pc(4312)+, qui avait une signification statistique de 7 sigma. le pentaquarks pourraient être constitués de cinq quarks, mais ils pourraient aussi être un baryon et un méson qui sont collés ensemble.

Le destin ultime des étoiles à neutrons

Porte-parole du LHCb Guy Wilkinson a été cité dans le journal The Guardian comme disant: "Un endroit où les pentaquarks peuvent être pertinents est lorsque les étoiles s'effondrent et forment des étoiles à neutrons, la dernière étape de l'effondrement avant que certains continuent à faire des trous noirs. Dans cet environnement, il est fort possible que les pentaquarks soient formé, et si tel est le cas, cela pourrait avoir des conséquences importantes sur ce qui arrive aux étoiles, à quoi elles ressemblent et quel est leur destin ultime. "


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