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Une nouvelle particule découverte !

par Sophie Trincaz - 10 juillet 2017

La collaboration LHCb, dans laquelle sont impliqués des chercheurs du LPNHE, vient d’annoncer la découverte d’une nouvelle particule. Cette particule, appelée Xi_cc++, s’appartient à la famille des baryons (particules composées de trois quarks). Son existence est prédite par le modèle des quarks, mais elle n’avait jamais été observée auparavant.

A l’intérieur de ce baryon, les 3 quarks sont liés entre eux par la force forte. Contrairement au proton, qui se compose aussi de 3 quarks, mais des quarks légers, le Xi_cc++ contient deux quarks charmés. Grâce à ces deux quarks lourds, la masse du Xi_cc++ est environ quatre fois supérieure à celle du proton.

L’analyse exploite un échantillon issu des collisions proton-proton au LHC. L’observation du Xi_cc++ atteint une signification statistique supérieure à 12 sigma (ou douze écarts types) dans les données prises en 2016, et l’équipe a confirmé la découverte avec un échantillon indépendant enregistré en 2012. En combinant les deux, le nombre d’événements du signal s’élève à plus de 400. Les physiciens de LHCb ont mesuré la masse de la particule, et ont montré qu’elle parcourt une distance perceptible avant de se désintégrer. Cette propriété implique que la désintégration s’effectue par l’interaction faible.

Cette étude a été menée par une équipe de chercheurs, dont un enseignant-chercheur de l’Université Pierre et Marie Curie qui fait partie du groupe LHCb du LPNHE, et des chercheurs du LAL. Les chercheurs français sont impliqués dans l’analyse des données du détecteur LHCb au sein de cinq laboratoires français du CNRS et des Universités.

Le spectre de masse de l’état final (Lambda_c+ K- pi+ pi+) obtenu par LHCb, montrant le pic du Xi_cc++.

Liens utiles :

Communiqué de presse du CERN :
FR : https://press.cern/fr/press-releases/2017/07/lexperience-lhcb-est-charmee-dannoncer-lobservation-dune-nouvelle-particule
EN : https://press.cern/press-releases/2017/07/lhcb-experiment-charmed-announce-observation-new-particle-two-heavy-quarks

Nouvelle scientifique de l’IN2P3 :
http://www.in2p3.fr/recherche/actualites/2017/nouvelle_doublecharme.html

Contact au laboratoire : Matthew CHARLES

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