Le 23 août, lors de la conférence EPS-HEP 2023, la collaboration LHCb a annoncé une observation de l'hypertriton et de l'antihypertriton, deux hypernoyaux rares. Ces résultats dépassent les objectifs premiers de l'expérience. Plus d'une centaine de ces hypernoyaux rares se sont formés dans des collisions proton-proton, dans une masse de 5 fb-1 de données collectées entre 2016 et 2018, durant la deuxième période d’exploitation du LHC.
Le LHC produit à la fois des noyaux et des antinoyaux, en plus d'hypernoyaux instables comme l'(anti)hypertriton. L'hypertriton est composé d'un proton, d'un neutron et d'un hypéron Lambda, baryon contenant au moins un quark étrange. L’antihypertriton est pour sa part composé des antiparticules correspondant aux trois particules qui constituent l’hypertriton. La production de ces hypernoyaux est rare et passionnante à étudier. Contenant tous deux un hypéron, l’hypertriton et l’antihypertriton sont également des objets d’étude en astrophysique. En effet, la production d’hypérons contenant un quark étrange est favorisée dans le cœur des étoiles à neutrons. Toute connaissance nouvelle sur la formation d'hypérons contribue donc à la modélisation de ces cœurs.
Tout aussi intéressante pour les astrophysiciens est l’étude de la désintégration des (anti)hypertritons : l’(anti)hélium-3, qui est présent dans l’espace et pourrait être utilisé pour sonder la matière noire. D’une part, ces (anti)noyaux sont produits lors de collisions entre les rayons cosmiques et le milieu interstellaire. D’autre part, ils pourraient théoriquement provenir de l’annihilation de particules de matière noire. Pour pouvoir déterminer le nombre d’(anti)noyaux supposés atteindre la Terre, et calculer les écarts éventuels par rapport à ce nombre, il est crucial de disposer d’une connaissance précise des probabilités de leur production et de leur annihilation.
La désintégration de l’(anti)hypertriton dans le détecteur LHCb survient au bout d’environ 240 ps. Une nouvelle technique de reconstitution a permis aux scientifiques de suivre la trajectoire des produits de désintégration dans le détecteur LHCb. Les noyaux d’(anti)hélium-3 sont identifiés par l’énergie qu’ils perdent par ionisation dans les détecteurs internes tels que VELO et les autres trajectographes.
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