Des noyaux avec un hôte de poids express
Le méson phi est une particule qui ne vit qu'un instant, mais qui peut s'accrocher brièvement aux protons et aux neutrons d'un noyau atomique. Des physiciens ont étudié ce qui se passe si un tel méson se retrouve à l'intérieur de noyaux légers d'hélium et d'hydrogène.
En utilisant des forces calculées à partir des premiers principes (c'est-à-dire sans paramètres ajustables), les auteurs ont résolu les équations pour des systèmes composés d'un méson phi et de trois ou quatre nucléons. Il s'avère que l'attraction entre le méson phi et les nucléons à courte distance est suffisamment forte pour les maintenir ensemble.
Il en résulte des états liés : des noyaux de phi-méson d'hélium-4, d'hélium-5 et d'hydrogène-4. Si l'interaction dépend du spin, la liaison est profonde ; sinon, elle est modérée. La prise en compte de la charge électrique décale légèrement les énergies de liaison.
De tels noyaux exotiques pourraient se former lors de collisions de particules à haute énergie. Leur étude aide à comprendre comment se comportent les quarks étranges au sein de la matière nucléaire.
Le méson phi est composé d'un quark étrange et de son antiquark, donc son « accrochage » à un noyau ordinaire est un moyen de plonger dans le monde de l'étrangeté.