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La masse de la particule Ξb*0 est révélée par un signal clair (en bleu) au-dessus du niveau du bruit de fond (en rouge) Image : CMS
L'expérience CMS (Compact Muon Solenoid) du CERN a soumis pour publication un article décrivant la première observation d'une nouvelle particule élémentaire, un baryon b excité appelé Ξb*0 (pour « Ξ » lire « xi » comme dans « taxi »).
Les baryons sont des particules subatomiques dont la masse est supérieure ou égale à celle d'un proton. Le Modèle standard de la physique des particules prédit l'existence de baryons Ξb chargés ou neutres, qui peuvent être à l'état excité. Alors que des baryons Ξb chargés ou neutres à l'état fondamental ont déjà été observés dans des détecteurs, c'est la première fois qu'on trouve un baryon Ξb*0 excité. D'après la mesure effectuée par CMS, la masse de la nouvelle particule est de 5945,0 ± 2,8 MeV.
Les physiciens de CMS ont trouvé le signal Xib*0 dans un échantillon d'environ 530 milliards de collisions proton-proton (une luminosité intégrée de 5,3 femtobarns inverses) fournies par le Grand collisionneur de hadrons (LHC) fonctionnant à une énergie dans le centre de masse de 7 TeV en 2011.
Le Ξb*0 s'ajoute à une liste croissante de découvertes effectuées au CERN au cours des derniers mois. En décembre, l'expérience ATLAS a annoncé l'observation d'un nouvel « état quarkonium», constitué d'un quark b lié à son antiquark, et en novembre l'expérience LHCb a annoncé un nouvel effet dans les désintégrations de particules contenant un quark (ou un antiquark) charmé.
Alors que le LHC fonctionne à présent à une énergie de 4 TeV par faisceau, le nombre de collisions est appelé à s'accroître, ce qui renforce considérablement le potentiel de découverte de la machine et ouvre de nouvelles voies à la recherche de nouvelles particules plus massives.
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