Pendant un demi-siècle, les physiciens ont cherché une particule faite de force pure. Aujourd'hui, une équipe en Chine affirme avoir trouvé la preuve la plus solide à ce jour que l'insaisissable 'boule de glu' est réelle.
Une particule construite à partir de force
La matière ordinaire est construite à partir de quarks, maintenus ensemble par des particules appelées gluons. Les gluons portent la force forte, l'interaction qui lie les protons et les neutrons à l'intérieur du noyau atomique. La théorie dit que les gluons peuvent aussi s'agglutiner entre eux, formant des particules exotiques appelées boules de glu.
Les physiciens ont prédit les boules de glu au début des années 1970 dans le cadre de la chromodynamique quantique, la théorie qui décrit la force forte. Mais leur détection a pris des décennies. Les boules de glu sont instables et se désintègrent presque instantanément, ne laissant que des traces dans les détecteurs de particules.
Quinze ans de recherche
La nouvelle preuve provient de la collaboration Beijing Spectrometer III (BESIII), une expérience internationale au collisionneur électron-positon de Pékin. Des chercheurs de 15 pays ont passé 15 ans à examiner des milliards de mesures provenant du collisionneur souterrain.
L'équipe s'est concentrée sur une particule connue sous le nom de X(2370), repérée pour la première fois en 2011. Leur analyse montre qu'elle est composée principalement de gluons. Un indice clé : la particule n'a pas de saveurs de quarks, ce qui est exactement ce à quoi une véritable boule de glu devrait ressembler.
Un triomphe pour le modèle standard
L'équipe a présenté ses résultats à la Conférence internationale sur la physique des hautes énergies à Natal, au Brésil, la semaine dernière. Des physiciens du monde entier ont salué cette découverte. Des chercheurs américains et israéliens l'ont qualifiée de 'triomphe' qui confirme une prédiction centrale de la physique moderne.
Le résultat ne clôt pas le dossier. Les physiciens disent que des mesures supplémentaires sont nécessaires pour confirmer pleinement que X(2370) est une boule de glu, et certains espèrent trouver d'autres candidats de boules de glu avec des masses différentes. Mais la preuve est la plus solide jamais rassemblée et rapproche un puzzle vieux d'un demi-siècle d'une résolution.
Si elle est confirmée, la boule de glu compléterait une image de la matière que les physiciens ont construite au fil des décennies : des quarks et des gluons, liés par la force, construisant tout, des atomes aux étoiles.