Des physiciens de la collaboration GlueX au Jefferson Lab cherchaient à confirmer l'existence de la particule mystérieuse Y(2175), un possible candidat pour des états exotiques de strangonium.
Au lieu du signal attendu, deux autres signaux sont apparus dans les données de photoproduction sur une cible de protons.
L'un d'eux, désigné Y(2240), a une masse d'environ 2,24 GeV et a atteint une signification statistique de 5σ, un niveau correspondant à environ 99,9994 % de confiance.
Le deuxième signal, X(1830) avec une masse d'environ 1,82 GeV, a montré une signification de 3σ.
Les deux objets pourraient appartenir à la famille des états exotiques XYZ, qui ne s'inscrivent pas dans le schéma standard des paires quark-antiquark.
L'étude est publiée dans Physical Review Letters et repose sur des données d'expérience où un faisceau de photons de haute énergie interagissait avec une cible d'hydrogène liquide.
« Nous cherchions un candidat XYZ confirmé avec un faisceau de photons, mais nous avons trouvé deux autres structures », a déclaré Malte Albrecht du Jefferson Lab.
Auparavant, Y(2175) n'avait été observé que dans des processus d'annihilation électron-positon sur les collisionneurs BaBar, BES et Belle.
Maintenant, pour la première fois, de tels signaux ont été obtenus en photoproduction, ouvrant une nouvelle voie pour l'étude des hadrons exotiques.
Comment exactement les quarks et les gluons forment ces configurations inhabituelles est une question que les théoriciens et les prochaines expériences devront résoudre.
Les résultats établissent également une limite supérieure sur la probabilité de production de Y(2175) en photoproduction et posent les bases de mesures plus larges de la spectroscopie des hadrons sur l'installation GlueX.
