Des physiciens découvrent un nouveau type de matière.

Une particule subatomique non prévue par la physique théorique des particules élémentaires a été détectée par des physiciens de l'expérience Large Hadron Collider beauty (LHCb), au CERN.

Des physiciens de l'expérience Large Hadron Collider beauty (LHCb) du CERN ont détecté une particule subatomique, soit une particule d'échelle inférieure à celle de l'atome, dont l'existence n'est pas prévue par la physique théorique des particules élémentaires.

Quelle est cette particule trouble-fête, sobrement baptisée par ses découvreurs Z(4430) ? Il s'agit d'une particule composée de quatre quarks. Les quarks ? Ce sont les plus petites particules connues à ce jour dans la matière, qui ne peuvent donc pas être décomposées en particules plus petites (c'est pourquoi elles sont dites "particules élémentaires").

En quoi est-il surprenant de découvrir l'existence d'une particule constituée de quatre quarks ? Pour comprendre pourquoi la détection de Z(4430) est si étonnante, il faut d'abord savoir que les quarks, qui ne peuvent pas exister de manière isolée, s'assemblent pour former des particules composites appelées "hadrons".

A l'heure actuelle, il existe deux principales sortes de hadrons : les mésons, qui sont composés d'un quark et d'un anti-quark, et les baryons, constitués de trois quarks (par exemple, les protons et les neutrons sont des baryons, car ils sont constitués de trois quarks).

Ceci étant posé, on comprend maintenant mieux en quoi la particule découverte par les physiciens du Large Hadron Collider beauty est si originale : étant constituée de plusieurs quarks, Z(4430) est donc bien un hadron, mais dont la composition ne cadre donc pas avec la composition habituelle des hadrons. C'est pourquoi la particule Z(4430) est dite hadron « exotique ».

Il est à noter que d'autres hadrons exotiques avaient déjà été découverts au cours de précédentes expériences internationales menées depuis le début des années 2000, comme l'expérience BELLE, une expérience de physique des particules menée à l’Organisation de Recherche de l’Accélérateur des hautes Énergies (K2K), à Tsukuba (Japon).