Les physiciens de l'expérience LHCb au Grand collisionneur de hadrons du CERN ont détecté la particule Xicc+, un baryon contenant deux quarks charmants et un quark down. Cet analogue plus lourd du proton résout un mystère vieux de 20 ans, issu d'une expérience précédente. La découverte, confirmée avec une signification de plus de 7 sigma, met en évidence les améliorations apportées au détecteur LHCb.
Les protons et les neutrons sont des baryons composés de trois quarks. Les versions plus lourdes, comme celles contenant des quarks charmants, sont instables et se désintègrent rapidement. En 2017, l'expérience LHCb a repéré le Xicc++, composé de deux quarks charmants et d'un quark up, pendant un trillionième de seconde. Aujourd'hui, les chercheurs ont trouvé sa particule sœur, Xicc+, qui échange le quark up contre un quark down, ce qui la rend plus lourde et lui confère une durée de vie six fois plus courte que celle de Xicc++. Cette détection a nécessité une mise à niveau du LHCb pour des recherches plus sensibles, atteignant une signification statistique de plus de 7 sigmas, dépassant le seuil de découverte de 5 sigmas, en utilisant seulement une année de données, ce qui était impossible avec 10 ans de données antérieures, selon Chris Parkes, de l'université de Manchester au Royaume-Uni. M. Parkes a fait remarquer : "Non seulement la découverte de cette particule est intéressante en soi - le Xicc+ est recherché depuis longtemps - mais elle montre également la puissance des améliorations apportées au LHC." Cette découverte met en lumière la force nucléaire forte qui lie les quarks plus lourds. Elle répond également à une énigme datant de 2002, lorsque l'expérience SELEX du Fermilab avait signalé un candidat Xicc+ à 4,7 sigma, mais avec une masse inférieure aux prévisions. La nouvelle masse s'aligne sur celle de Xicc++, ce qui contredit l'expérience SELEX. M. Parkes a déclaré : "Maintenant que nous l'avons trouvé, la masse de Xicc "Nous l'avons trouvé, mais à une masse similaire à celle de son partenaire [Xicc++] que nous avons trouvé il y a quelques années, et non à la masse prédite par SELEX". Juan Rojo, de l'université Vrije d'Amsterdam, a qualifié cette mesure de "très intéressante", mais a ajouté qu'il y avait des incertitudes sur les résultats obtenus, car les théories sont en retard sur les données relatives aux interactions entre les quarks lourds et les baryons.