Entretien avec Jean-Marc Richard : « Nous savions que la mise en évidence d'un tétraquark "particulièrement charmant" serait difficile »

Quelle a été votre première réaction quand vous avez appris la découverte de la particule Tcc+ en juillet dernier ?

J’ai évidemment été très content... mais surtout très surpris car je ne savais pas que la collaboration LHCb était en train de travailler sur cet état !

Vos premiers travaux théoriques sur le sujet datent de 1981. À l’époque, le projet LHC n’était même pas encore envisagé. Pensiez-vous qu’une telle particule pourrait être mise en évidence expérimentalement ?

Nous savions que la mise en évidence serait difficile et qu'il faudrait être patient. En revanche, nous n’avions pas forcément besoin du LHC pour produire une telle particule. D’ailleurs, on peut s’attendre à la détecter dans l’expérience Belle II, en cours au Japon, si les scientifiques de la collaboration s’y intéressent. Les collisions d'ions lourds vont sans doute permettre de détecter aussi cette particule. Il a plusieurs fois été question de lancer  la recherche d'exotiques lourds au Collisionneur d'ions lourds relativistes (RHIC aux États-Unis) mais il aurait fallu ajouter des éléments au détecteur et faire passer la physique des quarks lourds devant des programmes prioritaires dans le cahier des charges de l'expérience, donc cela ne s’est pas fait.  

Quelles sont selon vous les perspectives scientifiques ouvertes par cette découverte ?

Ce qui serait intéressant, ce serait de découvrir maintenant les tétraquarks Tcb et le Tbb, deux autres tétraquarks qu’on suppose également stables et qui se désintégreront faiblement. Nous avons déjà travaillé sur le sujet et nous pensons que le Tbb aura une durée de vie beaucoup plus grande que les baryons [particules formées de trois quarks] à double beauté bbu et bbd. Ce sera un nouveau chapitre pour étudier la désintégration des saveurs lourdes.

Vous connaissez bien le CERN, pour y avoir été détaché au service de physique théorique, mais avez-vous déjà visité l’expérience LHCb et quel est votre lien avec l’expérience ?

J'ai déjà visité Alice, CMS et tous les expériences de LEAR quand j'étais au CERN et je travaillais sur les antiprotons de basse énergie, mais je n'ai encore pu visiter l'expérience LHCb ! En revanche j'ai eu beaucoup de contacts avec ceux qui y travaillent, en particulier les groupes du LPNHE à Paris, de IJCLab à Orsay et du LPC à Clermont-Ferrand où j'ai donné des séminaires. Je me souviens d’un séminaire interne à LHCb il y a assez longtemps, alors que le LHC était encore en construction, où je parlais des hadrons exotiques. Plus récemment, en 2014, la collaboration LHCb a organisé un atelier sur les baryons, et nous avons été plusieurs à insister sur la priorité à donner aux baryons à double charme qui ouvrent aujourd’hui la voie aux tétraquarks à double charme. Je pense que ce colloque de 2014 a été très utile.

Et maintenant ?

J’organise un colloque dédié aux tétraquarks charmés dans mon laboratoire IP2I à Lyon, avec Anne Ealet et Antonio Uras en novembre prochain. Il pourra se suivre à distance, si vos lecteurs et lectrices sont intéressé·es d’y assister. Nous y inviterons notamment Luciano Maiani qui avait prédit le quark charmé avec Jean Illiopoulos et Sheldon Glashow, et Robert Jaffe qui a été un pionnier des multiquarks dans les années 70.