Ni le boson de Higgs et encore moins la matière noire n’ont encore été observés dans les détecteurs du LHC. Les membres d’Atlas viennent tout de même de démontrer qu’une particule prédite depuis longtemps par le modèle standard existait bel et bien : le méson chi b, alias bottomium.

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    Georges Charpak n'est malheureusement plus là pour voir que les derniers avatarsavatars de sa chambre multifils, à savoir les détecteurs Atlas et CMSCMS, fonctionnent parfaitement bien et offrent aux physiciensphysiciens des hautes énergies de belles découvertes. Elles étaient jusqu'à maintenant négatives, c'est-à-dire que l'on excluait l'existence de certaines particules prédites par des théories au-delà du modèle standard. Ainsi, aucun boson Z’ ni minitrou noir en train de s'évaporer n'a encore été découvert avec le LHC et l'espoir de les observer dans Atlas et CMS, même lorsque la luminositéluminosité et l'énergie des collisions seront devenues plus importantes après 2013, est devenu bien mince.

    Un autre prix Nobel de physique, Leon Lederman, doit lui probablement se réjouir de la découverte faite par les membres de la collaboration Atlas et aujourd'hui publiée sur arxiv. 


    Une présentation des activités de recherche au Cern en 3 minutes. © CERNTV-YouTube

    Un laboratoire pour étudier les forces nucléaires fortes

    Le physicien avait en effet découvert avec ses collègues en 1977 l'existence d'un certain quark, appelé depuis quark b, pour bottom ou beauty. Ce que Lederman avait même observé était un exemple de quarkonium, c'est-à-dire, par analogieanalogie avec le positroniumpositronium formé d'un état lié d'un électronélectron et son antiparticuleantiparticule, le positronpositron, un état lié d'un quark et de son antiquark. En l'occurrence, le nouveau mésonméson était un représentant du bottomium.

    Un peu comme pour un atomeatome d'hydrogènehydrogène, les quarks dquarks d'un bottomium peuvent être vus comme tournant l'un autour de l'autre avec différents niveaux d'énergie et de moment cinétiquemoment cinétique. Tout se passe comme si on avait différentes particules d'une même famille avec différentes massesmasses et spinsspins. Ce que les physiciens d'Atlas ont observé est un de ces états du bottomium, prédit depuis longtemps, le méson chi b.

    Son moment cinétique est nul et il possède d'autres caractéristiques dont on pourra prendre connaissance dans l'article que lui consacre Tommaso Dorigo. On peut l'utiliser pour mieux comprendre les forces nucléaires de la QCDQCD entre quarks.