Grâce à un travail assidu, les scientifiques ont trouvé des preuves de l'existence d'une quasi-particule, qui a été proposée pour la première fois comme hypothèse il y a près de 50 ans : abrasion.
Un oderon est une combinaison de particules subatomiques, pas une nouvelle particule fondamentale, mais dans certaines interactions, il agit comme tel, et la façon dont il s'intègre dans les éléments constitutifs fondamentaux de la matière fait de cette découverte une énorme percée pour les physiciens.
En fin de compte, l'oderon a été découvert grâce à une analyse détaillée de deux ensembles de données, atteignant une probabilité de 5 sigma, que les chercheurs utilisent comme seuil. Cela signifie que si l'oderon n'existait pas, la probabilité que nous voyions un tel effet dans les données par hasard serait de 1 sur 3,5 millions.
Les particules comme les protons et les neutrons sont constituées de particules subatomiques plus petites : en termes simples, les quarks sont « collés ensemble » avec des gluons, qui transportent la force. Le couplage de protons dans un accélérateur de particules permet d'étudier leur structure interne, saturée de gluons.
Lorsque deux protons se heurtent mais survivent d'une manière ou d'une autre à la collision, cette interaction - un type de diffusion élastique - peut s'expliquer par le fait que les protons échangent un nombre pair ou impair de gluons.
Si ce nombre est pair, c'est le travail d'une quasi-particule poméranien. Une autre option – qui semble se produire beaucoup moins fréquemment – est la quasi-particule d'oderon, un composé avec un nombre impair de gluons. Jusqu'à présent, les scientifiques ne pouvaient pas détecter les oderons dans les expériences, bien que la physique quantique théorique ait prédit leur existence.
Rechercher
Les chercheurs ont analysé un grand nombre de données obtenues à partir de l'accélérateur de particules Large Hadron Collider (LHC) en Suisse et de l'accélérateur de particules Tevatron aux États-Unis.
Des millions de points de données ont été étudiés pour comparer les collisions proton-proton ou proton-antiproton jusqu'à ce que les scientifiques soient convaincus qu'ils voyaient des résultats - des couplages de gluons impairs - qui ne seraient possibles que si l'oderon existait.
Une comparaison des deux types de collisions a révélé une nette différence dans l'échange d'énergie - cette différence indique un oderon. L'équipe a ensuite combiné les mesures plus précises avec une expérience précédente en 2018 qui a supprimé certaines des incertitudes, leur permettant d'atteindre un niveau de détection aussi élevé pour la première fois.
La découverte aide également à combler certaines des lacunes de l'idée actuelle de la chromodynamique quantique, ou QCD, une hypothèse sur la façon dont les quarks et les gluons interagissent au niveau minimum. Nous parlons de l'état de la matière aux plus petites échelles et de la façon dont tout dans l'univers s'unit.
De plus, selon les chercheurs, la technologie spécialisée développée pour suivre l'oderon pourrait trouver de nombreuses autres applications à l'avenir : par exemple, dans les instruments médicaux. Et bien que cette recherche ne réponde pas à toutes les questions sur les oderons et leur fonctionnement, c'est la meilleure preuve à ce jour qu'ils existent. De futures expériences avec des accélérateurs de particules fourniront une confirmation supplémentaire et, sans aucun doute, soulèveront plus de questions.
Lisez aussi: