Il y a quarante ans, en 1979, des expériences au laboratoire DESY en Allemagne ont fourni la première preuve directe de l'existence des gluons - les porteurs de la force forte qui "collent" les quarks en protons, les neutrons et autres particules connues collectivement sous le nom de hadrons. Cette découverte a été une étape importante dans l'histoire de la physique des particules, car il a aidé à établir la théorie de la force forte, connue sous le nom de chromodynamique quantique.

Les résultats découlaient d'une idée qui frappa le théoricien John Ellis en se promenant dans les couloirs du CERN en 1976. Comme le raconte Ellis, il marchait sur le pont de la cafétéria du CERN à son bureau, au coin de la bibliothèque, quand il lui vint à l'esprit que "la situation expérimentale la plus simple pour rechercher directement le gluon serait la production via bremsstrahlung dans l'annihilation électron-positon". Dans ce processus, un électron et un positron (l'antiparticule de l'électron) s'annihileraient et produiraient occasionnellement trois "jets" de particules, dont l'un est généré par un gluon rayonné par une paire quark-antiquark.

Ellis et les théoriciens Mary Gaillard et Graham Ross ont ensuite écrit un article intitulé "Search for Gluons in e+-e– Annihilation" dans lequel ils ont décrit un calcul du processus et montré comment le collisionneur PETRA de DESY et le collisionneur PEP du SLAC serait en mesure de l'observer. Ellis a ensuite visité DESY, a donné un séminaire sur l'idée et s'est entretenu avec des expérimentateurs se préparant à travailler à PETRA.

Quelques années plus tard, et à la suite d'autres articles d'Ellis, Gaillard et d'autres théoriciens, PETRA était en cours de mise en service et atteignait la plage d'énergie requise pour tester cette théorie. Peu après, à la Conférence internationale sur les neutrinos à Bergen, Norvège, le 18 juin 1979, les chercheurs ont présenté un événement de collision à trois jets qui venait d'être détecté par l'expérience TASSO à PETRA.

Lors de la conférence de la Société européenne de physique au CERN quelques semaines plus tard, la collaboration TASSO a présenté plusieurs événements à trois jets et des résultats d'analyses qui ont montré que le gluon avait été découvert. Un mois plus tard, en août 1979, trois autres expériences à PETRA ont montré des événements similaires qui ont soutenu les découvertes de TASSO.

En savoir plus sur la découverte dans la couverture de DESY du 40e anniversaire, dans le compte d'Ellis, et dans cet article du Courrier CERN de 2004.