Une équipe internationale de la CMS Collaboration a pour la première fois mesuré les nombres quantiques fondamentaux — spin, parité et symétrie de conjugaison de charge — d’une famille de particules exotiques appelées all-charm tetraquarks, composées de quatre quarks lourds de type charm. Ces résultats, obtenus grâce aux données collectées par l’expérience CMS au Large Hadron Collider (LHC) du CERN entre 2016 et 2018, apportent des contraintes cruciales sur la structure interne de ces états exotiques qui défient le modèle classique des hadrons.
Traditionnellement, le modèle standard de la physique des particules décrit les barions (comme le proton et le neutron) composés de trois quarks, et les mésionscomposés d’une paire quark-antiquark. Les tetraquarks, avec leurs quatre quarks, appartiennent à une catégorie d’hadrons exotiques dont la nature reste un sujet clé de recherche. L’étude a appliqué des techniques d’analyse angulaire similaires à celles utilisées lors de la découverte et de la caractérisation du boson de Higgs.
Ces données sont essentielles pour comprendre comment s’organisent les quarks dans ces particules « au-delà » du modèle simple, et fournissent des indices sur la nature des forces qui maintiennent ensemble plusieurs quarks lourds dans un espace réduit — information qui peut éclairer la dynamique fondamentale de la chromodynamique quantique (QCD), la théorie qui régit l’interaction forte.