Charmante surprise
Jusqu’ici, il était communément admis que la violation de CP dans les quarks charme était extrêmement faible. Quelle n’a pas été la surprise des chercheurs de LHCb lorsqu’ils ont découvert, en observant des désintégrations de particules de matière et d’antimatière, qu’il pourrait en être autrement ! Les théoriciens sont sur l’affaire.
L’étude de la physique du quark charme ne faisait pas partie de la mission initiale de l’expérience LHCb, dont la lettre « b » fait référence au quark beauté. Cependant, il y a un an déjà, la collaboration a décidé d’élargir son spectre de recherche à des processus faisant entrer en jeu notamment des quarks charme.
Le système de déclenchement de LHCb permet d’obtenir bon nombre de ces processus, dont l’un a récemment présenté des caractéristiques intéressantes. Des mesures comparables ont déjà été effectuées dans le cadre d’autres expériences menées dans des usines à B, mais la quantité considérable de données produites grâce à la très forte luminosité du LHC a permis d’atteindre un niveau de précision inégalé. « Nous avons observé les modes de désintégration du D0, une particule formée d’un quark charme et d’un antiquark u, explique le porte-parole de LHCb, Pierluigi Campana. Plus particulièrement, nous avons étudié et comparé la vitesse de désintégration du D0 et de son antiparticule. Selon la théorie du Modèle standard, nous aurions dû mesurer une valeur très faible pour le paramètre Delta ACP, qui se calcule à partir de ces vitesses de désintégration et qui est lié aux propriétés de la matière et de l’antimatière. Nous avons découvert que ce paramètre Delta ACP est égal à environ 0,8 %, au lieu de 1 ‰ (ou moins), comme nous l’envisagions. Bien qu’il soit difficile d’effectuer des mesures précises dans des processus faisant entrer en jeu des quarks charme, le paramètre Delta ACP semble être beaucoup plus élevé que prévu. »
Alors que les théoriciens ont commencé à scruter ces résultats inattendus pour trouver une éventuelle explication ou découvrir des causes inconnues, les scientifiques de LHCb mettent toute leur énergie à pousser leur analyse encore plus loin. « À ce jour, nous n’avons analysé qu’environ 60 % des données produites lors de la période d’exploitation 2011, confie Pierluigi Campana. Nous prévoyons de terminer l’analyse, mais aussi de procéder à des vérifications indépendantes en recourant à des démarches et à des stratégies différentes. »
La collaboration LHCb et les théoriciens ont organisé une réunion conjointe au CERN les 10 et 11 novembre pour discuter de l’incidence des résultats de LHCb sur les théories actuelles et des prochaines recherches à mener sur les propriétés du quark charme. Les mesures améliorées et les vérifications indépendantes que la collaboration prévoit de mettre en œuvre contribueront certainement à clarifier la situation. Les nouveaux résultats devraient être présentés d’ici le début de l’année prochaine.
Pour plus d'informations sur l'expérience LHCb, visitez le site web de la collaboration.
