Tétraquark

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher

En physique des particules, un tétraquark est un hadron composé de quatre quarks. C'est une particule virtuelle tant sa durée de vie est courte.

Cette particule a été théorisée dans les années 1960 par la chromodynamique quantique.

La recherche des pentaquarks et des tétraquarks est devenue un sujet d’étude à part entière en physique expérimentale[1].

Historique[modifier | modifier le code]

En 2003, la résonance X(3872), découverte lors de l'expérience de Belle, est devenue l'un des premiers candidats tétraquark[2],[3]. Le « X » indique que le nom de la particule est temporaire et que certaines de ses propriétés doivent encore être testées. Le chiffre suivant indique la masse de la particule (en MeV/c2).

En 2007, l'expérience Belle annonce l'observation de Z(4430), un candidat tétraquark qui aurait la composition Erreur - pas de symbole définiErreur - pas de symbole définiErreur - pas de symbole définiErreur - pas de symbole défini. En 2014, LHCb a confirmé l'observation de cette configuration avec une précision dépassant 13,9 σ[4],[5].

La résonance Y(4660) (en), également observée par Belle en 2007, pourrait également être un tétraquark[6].

En 2009, le Fermilab a annoncé la découverte de Y(4140) (en), un autre candidat tétraquark[7].

En 2010, deux physiciens du Deutsches Elektronen-Synchrotron et un physicien de l'université Quaid-i-Azam ont réanalysé des résultats d'expériences antécédentes et ont annoncé, en lien avec le Erreur - pas de symbole défini(5S) meson, qu'une résonance tétraquark existe[8],[9].

En juin 2013, deux équipes indépendantes ont rapporté l'observation de Zc(3900) : La collaboration Belle et le collisionneur électron-positron de Beijing, en Chine[10]. Zc(3900) (en)[11],[12].

En 2016, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire a confirmé les premiers succès d'une expérience préparant les accélérateurs du futur ainsi que la découverte de hadrons exotiques appartenant au modèle standard : Un quatuor de tétraquarks a été découvert au LHCb en juin 2016[13]. Les particules mises en évidence dans la désintégration du méson B+ ont toutes la même composition en quarks (ccss) mais sont de masse différentes (note : le chiffre entre parenthèses indique la masse de la particule). Leurs spins et leurs parités ont pu être déterminées. Il s'agit de :

  • X(4140) dont la découverte avait été annoncée en 2009 par la collaboration CDF à l'accélérateur Tevatron du Fermilab (USA), puis confirmée par CDF et CMS au LHC et au Tevatron.
  • X(4274),
  • X(4500),
  • X(4700).

Cette découverte pose une question : s'agit-il de véritables tétraquarks ou de "molécules" associant deux mésons cs̄ et c̄s ? Celle-ci sera examinée lors des campagnes 2015/2018 d’expériences au LHC.

Notes et références[modifier | modifier le code]

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Tetraquark » (voir la liste des auteurs).

  1. Georg Wolschin, « Des quarks aux pentaquarks », Pour la Science, no 471/M02687,‎ , p. 27
  2. (en) D. Harris, « The charming case of X(3872) », Symmetry Magazine,
  3. (en) L. Maiani, F. Piccinini, V. Riquer et A. D. Polosa, « Diquark-antidiquarks with hidden or open charm and the nature of X(3872) », Physical Review D, vol. 71,‎ , p. 014028 (DOI 10.1103/PhysRevD.71.014028, Bibcode 2005PhRvD..71a4028M, arXiv hep-ph/0412098)
  4. (en) « LHCb confirms existence of exotic hadrons »
  5. (en) Équipe du LHCb, « Observation of the resonant character of the Z(4430)− state », Physical Review Letters,‎ (résumé)
  6. (en) G. Cotugno, R. Faccini, A.D. Polosa and C. Sabelli, « Charmed Baryonium », Physical Review Letters, vol. 104, no 13,‎ (DOI 10.1103/PhysRevLett.104.132005, Bibcode 2010PhRvL.104m2005C, arXiv 0911.2178)
  7. (en) Anne Minard, « New Particle Throws Monkeywrench in Particle Physics », Universetoday.com,
  8. « Evidence grows for tetraquarks », physicsworld.com
  9. (en) A. Ali, C. Hambrock et M. J. Aslam et Hambrock, « Tetraquark Interpretation of the BELLE Data on the Anomalous Υ(1S)π+π- and Υ(2S)π+π- Production near the Υ(5S) Resonance », Physical Review Letters, vol. 104, no 16,‎ (DOI 10.1103/PhysRevLett.104.162001, Bibcode 2010PhRvL.104p2001A, arXiv 0912.5016)
  10. Wolschin 2017, p. 27
  11. (en) « Physics - New Particle Hints at Four-Quark Matter », Physics.aps.org,
  12. (en) Eric Swanson, « Viewpoint: New Particle Hints at Four-Quark Matter », Physics, vol. 69, no 6,‎ (DOI 10.1103/Physics.6.69)
  13. Wolschin 2017, p. 23

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Georg Wolschin, « Des quarks aux pentaquarks », Pour la science, no 471,‎ , p. 20-28

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]