Une équipe internationale de chercheurs a détecté des signes d'un rare noyau mésique η′, une particule éphémère piégée à l'intérieur d'un noyau atomique. Cet état exotique, observé lors d'une expérience de haute précision, suggère que la masse du méson η′ diminue dans la matière nucléaire dense. Cette découverte pourrait éclairer la manière dont la matière acquiert sa masse à travers la structure du vide spatial.
Des chercheurs du GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung en Allemagne ont mené l'expérience en dirigeant des protons à haute énergie vers une cible en carbone. Cela a produit des mésons η′, dont certains se sont liés aux noyaux de carbone, formant l'état mésique η′ prédit. Ils ont analysé les deutérons émis lors de la réaction à l'aide du séparateur de fragments (FRS) et du détecteur WASA pour identifier les signatures de désintégration confirmant l'état lié, comme l'a expliqué l'auteur principal Ryohei Sekiya : « Avec notre nouvelle configuration expérimentale combinant le FRS et le WASA, nous pouvons identifier des structures dans les données qui correspondent aux signatures théoriques des noyaux mésiques η′. Notre analyse suggère que ces états liés ont effectivement été formés. » L'article « 12C(p,d) Reaction near the η′-Meson Emission Threshold Measured in Coincidence with High-Momentum Protons » a été publié dans Physical Review Letters. Le méson η′ est inhabituellement lourd et sa masse devrait changer à l'intérieur de la matière nucléaire, comme l'a noté l'auteur principal Kenta Itahashi : « Observer ce phénomène fournirait des informations précieuses sur la façon dont les masses des particules sont générées dans l'univers. » La masse du méson η′ semble diminuer au sein du noyau, ce qui soutient les théories sur la structure du vide et la génération de masse. Itahashi a ajouté : « Nos mesures fournissent de nouveaux indices importants sur la façon dont les mésons se comportent dans la matière nucléaire. » L'équipe prévoit d'autres expériences pour confirmer ces résultats.
