● Le Journal du Geek 📅 20/03/2026 à 19:02

Énergie & Environnement 👤 Camille Coirault

🏷️ Tags : nucléaire olt rag rte stoc

© Mehdi Mirzaie / Unsplash Si vous suivez un minimum l’actualité scientifique, vous avez forcément déjà entendu parler du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), ce laboratoire géant enfoui sous la frontière franco-suisse, qui abrite le mythique LHC (Grand collisionneur de hadrons), un anneau souterrain de 27 kilomètres. À l’intérieur, des protons (les particules qui composent le noyau des atomes) sont propulsés à une vitesse proche de celle de la lumière, puis violemment percutés les uns contre les autres. Grâce au LHC, les physiciens tentent, entre autres, de reproduire les conditions extrêmes qui régnaient dans l’Univers une fraction de seconde après le Big Bang. C’est grâce à lui, en 2012, que nous avons confirmé l’existence du boson de Higgs, une découverte historique qui a bouleversé notre compréhension du monde physique. Et c’est encore grâce à lui qu’en 2025, une équipe internationale de plus de 1 000 chercheurs répartis dans 20 pays (avec en tête l’Université de Manchester) vient d’annoncer la découverte d’une particule que personne n’avait jamais réussi à confirmer : le Ξcc⁺ (prononcez « Xi-cc-plus »). Un cousin du proton, mais quatre fois plus lourd : dans l’infiniment petit, c’est un gouffre et c’est surtout une particule qu’on recherchait depuis plus de 20 ans. Quelle est cette étrange particule ? Pour saisir ce que représente la découverte du Ξcc⁺, il est nécessaire de revenir aux bases de la physique : toute matière est constituée de molécules (par exemple l’eau, H₂O), qui sont des agglomérats d’atomes (dans le cas de l’eau, un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène). Ces atomes contiennent tous un noyau, entouré d’électrons, lui-même composé de protons et de neutrons. Et les protons ? Eh bien, eux aussi sont encore divisibles, en particules encore plus petites, les quarks (dont la taille n’a jamais été mesurée, mais que l’on sait inférieure à 10-19 mètres). Trois quarks, précisément, dont la combinaison définit entièrement la nature de la particule. Dans le cas du proton : deux quarks up et un quark down. Sauf qu’en réalité, il existe plus de deux types de quarks ; il en existe, selon nos connaissances actuelles, six. Tous baptisés avec des surnoms assez excentriques : nous avons, en tout, les quarks up, les quarks down, les quarks strange, les quarks charm, les quarks bottom et les quarks top. Leurs sobriquets proviennent de travaux des années 1960-70, où les chercheurs ont adopté des appellations imagées pour vulgariser leurs découvertes. Entre chacun de ces quarks, les écarts de masse sont gigantesques. Prenons un quark charm, par exemple : il pèse environ 500 fois plus lourd qu’un quark up. Les quarks les plus lourds donnent naissance à des particules généralement très instables, dont la durée de vie est extrêmement courte. Une fois cette hiérarchie établie, nous pouvons revenir au Ξcc⁺. Il est constitué de deux quarks charm et d’un quark down, une combinaison qui n’avait jamais été formellement confirmée avant son observation dans le tunnel du LHC. Sa structure est celle d’un proton ordinaire, mais dans lequel les deux quarks up ont été remplacés par deux quarks charm, à la masse bien plus importante. Cette substitution a une conséquence sur sa masse. Pour la mesurer, on utilise le MeV/c² (mégaélectronvolt divisé par la vitesse de la lumière au carré). L’électronvolt est l’énergie acquise par un électron accéléré sous une différence de potentiel d’un volt, le préfixe « méga » signifie qu’on en parle en millions. Le c², lui, vient directement de E=mc², l’équation d’Einstein qui établit que masse et énergie sont équivalentes et convertibles l’une en l’autre. En physique des particules, impossible de mesurer des masses si infimes avec des unités ordinaires, on les mesure donc en énergie. Ainsi, un proton pèse environ 938 MeV/c² quand le Ξcc⁺, lui, atteint 3 620 MeV/c², soit près de quatre fois plus : c’est considérable à cette échelle. Avec une masse si élevée, il est extrêmement instable : il ne peut exister qu’un instant infinitésimal avant de se désintégrer en trois particules plus légères. Ce que les physiciens du LHCb ont donc capturé, ce ne sont pas le Ξcc⁺ lui-même, mais ces trois particules issues de sa désintégration. Le détecteur LHC fonctionne comme une caméra très rapide, capable de prendre 40 millions de clichés par seconde : il enregistre les trajectoires et les propriétés de toutes les particules produites lors des collisions. En analysant ces données, les physiciens peuvent remonter jusqu’à la particule mère et reconstituer ses caractéristiques. Sur le corpus de toutes les collisions entre protons enregistrées en 2024, 915 de ces événements de désintégration ont été identifiés, tous pointant vers la même masse : 3 620 MeV/c². Un résultat cohérent avec les prédictions théoriques, et conforme aux propriétés de sa particule sœur, le Ξcc⁺⁺, découverte en 2017. Pourquoi c’est important ? Des chercheurs avaient en effet cru observer le Ξcc⁺ au début des années 2000, mais leurs résultats n’avaient jamais survécu à l’épreuve de la reproductibilité, une exigence fondamentale qui veut qu’une découverte ne soit acceptée que si d’autres équipes, avec d’autres instruments, parviennent aux mêmes conclusions. Leurs mesures ne correspondaient de surcroît pas aux prédictions théoriques, ce qui laissait la question de son existence en suspens pendant vingt ans. Nous avons aujourd’hui la réponse, sans aucune équivoque. C’est donc une découverte de première importance, car lorsqu’on confirme l’existence d’une particule prédite par la théorie, on confirme par la même occasion que notre modèle standard de l’univers est correct. Du moins, il est un peu plus qu’auparavant, malgré ses imperfections et ses zones d’ombre. Maintenant, il faudra encore creuser, car la confirmation de l’existence du Ξcc⁺ est un nouveau départ qui nous emmènera en pleine terra incognita ; nous en savons effectivement très peu sur les particules à deux quarks charm. Les étudier est une opportunité rare de tester l’interaction nucléaire forte, la plus puissante des quatre forces fondamentales de l’univers (avec l’interaction électromagnétique, l’interaction nucléaire faible et l’interaction gravitationnelle) qui maintient les quarks liés ensemble à l’intérieur des protons et des neutrons. Sans elle, vous ne seriez pas là pour lire cet article, et l’univers tel que nous le connaissons ne serait tout simplement jamais apparu. Difficile, dans ces conditions, de ne pas trouver l’entreprise un tantinet vertigineuse, même si vous ne parlerez peut-être pas du Ξcc⁺ à votre prochain repas de famille ou lorsque vous croiserez votre voisin dans l’escalier. 🟣 Pour ne manquer aucune news sur le Journal du Geek, suivez-nous sur Google et sur notre canal WhatsApp. Et si vous nous adorez, on a une newsletter tous les matins. Partagez 𝕏 0 commentaire Signaler une erreur NomPrénomNomAdresse de contact *L'erreur concerne *Une / des fautes d'orthographeUne formulation erronéeLe sens même de l'articleErreur à signaler à l'équipe du JDG *MessageEnvoyer LHCPhysiqueScience Tineco présente son Floor One S9 Master, l'aspirateur balai ultra-fin qui lave à l'eau chaude Des chercheurs ressuscitent le CD avec une capacité de stockage hallucinante Les dernières actualités Des chercheurs ressuscitent le CD avec une capacité de stockage hallucinante Arrêtez tout ! 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