LHCbLHCb (Large Hadron Collider beauty experiment : Expérience du LHC sur le quark beauté) est une expérience de physique des particules utilisant les collisions de protons produites au collisionneur LHC du CERN (Genève). Ce détecteur est spécialisé dans la physique des saveurs et la recherche de nouvelle physique par des méthodes indirectes comme la mesure de violation de la symétrie CP ou de taux d'embranchement de décroissances rares. Le détecteur LHCb se trouve sur la commune de Ferney-Voltaire en France au point 8 du LHC, à quelques mètres de la frontière suisse.
Physique des particulesLa physique des particules ou la physique subatomique est la branche de la physique qui étudie les constituants élémentaires de la matière et les rayonnements, ainsi que leurs interactions. On l'appelle aussi parfois physique des hautes énergies car de nombreuses particules élémentaires, instables, n'existent pas à l'état naturel et peuvent seulement être détectées lors de collisions à hautes énergies entre particules stables dans les accélérateurs de particules.
Hadron exotiquevignette|Exemple de pentaquark : quatre quarks, un antiquark (en jaune) et des gluons (ligne ondulées). Les hadrons exotiques sont des particules subatomiques constituées de quarks (et probablement de gluons), mais qui ne s'insèrent pas dans le schéma habituel des hadrons. Bien que sensibles à l'interaction forte, ils ne sont pas prévus par le . Les hadrons exotiques n'ont en effet pas le même contenu en quarks que les hadrons ordinaires : les baryons exotiques ont plus de quarks que les trois qui constituent les baryons ordinaires, et les mésons exotiques n'ont pas un quark et un antiquark comme les mésons ordinaires.
MésonUn méson est, en physique des particules, une particule composite (c’est-à-dire non élémentaire) composée d'un nombre pair de quarks et d'antiquarks. Le terme « méson » vient du grec , meson, qui signifie « le milieu, la juste mesure ». Les mésons sont des hadrons possédant un spin entier, et donc appartiennent à la famille des bosons. Dans le modèle standard, les mésons sont des composés d'un nombre pair de quarks et d'antiquarks. Tous les mésons sont instables et possèdent une durée de vie moyenne très courte.
Atome exotiqueUn atome exotique se représente comme un atome « normal » dans lequel au moins une particule subatomique a été remplacée par une autre particule de même charge électrique : par exemple un pion négatif π− ou un muon à la place d'un électron. De telles configurations sont très instables, de sorte que ces atomes exotiques n'ont qu'une durée de vie très brève. Un atome muonique résulte du remplacement d'un électron par un muon, qui est un lepton comme l'électron.
Hadronvignette|Contenu en quarks de quelques hadrons. En physique des particules, un hadron est une particule composite, composée de particules subatomiques régies par l'interaction forte. Par exemple, les protons ou les neutrons sont des hadrons. Dans le modèle standard de la physique des particules, les hadrons sont composés de quarks, d'anti-quarks et de gluons. Les particules constituant un hadron ont été appelées de manière générique partons, terme en désuétude à ce jour.
Quark bottomLe quark bottom (souvent abrégé en quark b), ou quark beau (beauty quark en anglais), est un quark, une particule élémentaire de la physique des particules. vignette|300px|Diagramme de désintégration des quarks. Comme tous les quarks, le quark bottom est un fermion. Il s'agit d'un quark de possédant une charge électrique de -1⁄3 e. Avec une masse de 4 GeV.c−2 (4 fois celle du proton), le quark bottom est le le plus lourd, étant dépassé seulement par le quark top. L'antiparticule du quark bottom est l'antiquark bottom, de charge électrique 1⁄3 e.
TétraquarkEn physique des particules, un tétraquark est un méson exotique composé de quatre quarks. Les tétraquarks peuvent être considérés comme des particules virtuelles, tant leur durée de vie est courte. L'existence des tétraquarks a été prédite théoriquement dans les années 1960 dans le cadre de la chromodynamique quantique. La recherche des tétraquarks (et des pentaquarks) est ensuite devenue un sujet d’étude à part entière en physique expérimentale, et plusieurs tétraquarks ont été produits au LHC, de types cc et cq.
MuonLe muon est, selon le modèle standard de la physique des particules, une particule élémentaire de charge électrique négative, instable. Le muon a pour spin 1/2 et a les mêmes propriétés physiques que l'électron, mis à part sa masse, 207 fois plus grande (, c'est pour cela qu'on l'appelle parfois « électron lourd »). Les muons sont des fermions de la famille des leptons, comme les électrons et les taus. Les muons sont notés μ−. L'antimuon, l'antiparticule associée au muon, est notée μ+ et est chargée positivement.
Pentaquarkvignette|Schéma d'un pentaquark générique : quatre quarks et un antiquark (en jaune). Un pentaquark est une particule subatomique composée de cinq quarks qui a été prévue par les théoriciens en 1997. La recherche des pentaquarks (et des tétraquarks) est devenue un sujet d’étude à part entière en physique expérimentale, et plusieurs pentaquarks ont été produits au LHC, de type cqqq. L'existence des pentaquarks fut prédite initialement par Maxim Polyakov, et Victor Petrov de l' en 1997 ; mais leur théorie fut accueillie avec scepticisme.
