Ils l’ont trouvé. Enfin.
Le méson Bc*+. Pas seulement le Bc+ ordinaire, mais son cousin excité. Il existe à la grande frontière de luminosité hadronique du CERN.
Voici la configuration. Vous connaissez les protons. Vous connaissez les neutrons. Ce sont des hadrons, constitués de quarks collés ensemble par une force puissante comme une colle qui ne sèche jamais. Habituellement, ces choses se déclinent en deux saveurs. Baryons. Trois quarks. Ou des mésons. Un quark. Un antiquark. Simple. Faire le ménage.
Sauf que ce n’est pas toujours le cas.
Certains mésons sont lourds. Charmer les quarks. Quarks inférieurs. Ce sont les rats de laboratoire de physique nucléaire. Jetons un coup d’œil sous le capot de la force forte. Cette force les lie. Nous ne comprenons toujours pas vraiment comment.
Le méson Bc+ ? C’est spécial. Deux joueurs lourds. Un quark charmeur. Un antiquark inférieur. Mais l’équipe voulait l’état excité. Le BC*.
Ils ont donc brisé des protons en d’autres protons. Dur.
Le Bc*+ est instable. Fragile. Il se désintègre presque instantanément en un Bc+ et un photon. Si vous voyez le photon et les morceaux de désintégration ensemble, vous en avez la preuve. Une arme fumante.
Sauf que le photon est timide.
L’écart de masse est minime. Juste une petite différence. Le photon résultant ne transporte presque aucune énergie. Invisible aux détecteurs standards. Trop calme. Trop bas.
Saviez-vous que les techniques standard d’identification des photons ont échoué ici ? Ils regardèrent juste au-delà.
L’équipe d’ATLAS a dû faire preuve de créativité. Ils n’ont pas recherché le photon directement. Ils cherchaient son ombre.
Ils ont surveillé la conversion des photons à l’intérieur du détecteur de suivi. Se transformer en électron et en positron. Une paire de pistes. En partant du même endroit. Mais déplacé. Pas lors du crash d’origine.
Pistes à faible énergie. Moment transversal de 100 Me. Inférieur à ce dont ATLAS se soucie habituellement. Ils ont construit un outil de reconstruction personnalisé. Une procédure dédiée pour retrouver les fantômes.
Cela a fonctionné.
La différence de masse ? 64,5 MeV. Plus ou moins 1,4.
« À la portée de la théorie », ont-ils déclaré. Mais pas parfaitement aligné avec les dernières mathématiques de haute précision. Assez proche. Fermer.
Cela nourrit les modèles. Cela accentue l’image d’une force nucléaire puissante. Peut-être légèrement. Peut-être pas encore assez.
L’article arrive dans Physics Review Letters. Une autre brique dans le mur. Un autre indice sur la façon dont l’univers se serre les coudes. Ou pas.
Nous recherchons des modèles. Nous trouvons de petits écarts. Ensuite, nous continuons à casser des choses.
