Des physiciens confirment l’existence de la boule de gluons, une particule faite de force pure

Après près de 50 ans de recherches, une équipe internationale de physiciens a présenté ce qu'ils décrivent comme la preuve la plus claire à ce jour de l'existence d'une boule de gluons, une particule exotique composée entièrement de gluons porteurs de force, sans aucun quark à l'intérieur. Les résultats ont été annoncés le 5 août lors de la Conférence internationale sur la physique des hautes énergies à Natal, au Brésil.global.chinadaily

Cette découverte confirme une prédiction de longue date de la chromodynamique quantique, la théorie décrivant l'interaction forte qui maintient les noyaux atomiques ensemble.

Une décennie de données

La Collaboration BESIII, qui exploite le collisionneur électron-positron de Pékin II (BEPCII) sous l'égide de l'Institut de physique des hautes énergies de l'Académie chinoise des sciences, a découvert que la particule X(2370), détectée pour la première fois en 2011, est principalement une boule de gluons. Les chercheurs ont analysé plus de 10 milliards d'événements de désintégration de mésons J/ψ pour étayer leurs conclusions. Sur ces milliards de collisions, seules environ 5 000 ont produit le signal cible.sciencealert+1

En 2024, l'équipe a publié les mesures de la masse et de la parité de spin de la X(2370) dans Physical Review Letters, trouvant une correspondance exacte avec les prédictions théoriques pour la boule de gluons la plus légère. Dans leur dernière analyse, ils ont confirmé la nature de "singulet de saveur" de la particule, ce qui signifie qu'elle se désintègre sans préférence pour un type spécifique de quark, une caractéristique que les chercheurs qualifient de "plus importante pour une boule de gluons".wionews+1

Une forme de matière sans précédent

"Nous l'avons trouvée il y a 15 ans, mais confirmer son identité était extrêmement difficile. Nous avons déployé beaucoup d'efforts et construit une chaîne complète de preuves avant de l'annoncer à la communauté internationale", a déclaré Jin Shan, professeur à l'Université de Nanjing qui a dirigé les travaux.global.chinadaily

Jin a décrit la boule de gluons comme une "forme de matière sans précédent" qui "permet non seulement à la théorie décrivant les interactions fortes de passer son test le plus rigoureux, mais qui élargit également considérablement les frontières de notre compréhension du monde physique".sciencealert+1

Reconnaissance internationale

La découverte a été saluée par des physiciens étrangers. Colin Morningstar, professeur à l'Université Carnegie Mellon, a qualifié le résultat de "réalisation monumentale pour la physique fondamentale", tandis que William Detmold, physicien théoricien au MIT, a déclaré que la découverte "coche toutes les bonnes cases".global.chinadaily

Wang Yifang, académicien à l'Académie chinoise des sciences, a replacé cette réussite dans une perspective historique : "Cette découverte est le résultat de cinq générations de scientifiques travaillant sur quatre décennies. Beaucoup ont abandonné en cours de route car la tâche semblait trop difficile. Ceux qui sont restés ont finalement obtenu la réponse".global.chinadaily