Experimentele fysici van het CERN hebben met het LHCb-experiment, een van de vier grootste projecten die deel uitmaakt van de LHC, een nieuw subatomair deeltje, genaamd Z (4430), gedetecteerd.
Z(4430) is een hadron, een deeltje bestaande uit quarks, die mogelijk een aanzienlijke vooruitgang zou aanreiken in de kwantumfysica. De andere categorie, de leptonen, zijn niet opgebouwd uit quarks en zijn zelf elementaire deeltjes, bijvoorbeeld het elektron en het neutrino. De vondst bestaat uit vier quarks. In dat opzicht betreft het hier een heel bijzonder deeltje, omdat men voorheen enkel weet had van hadronen met twee of drie quarks. Daardoor zijn de partikels heel symmetrisch en stabiel opgebouwd.
Dit kan worden afgeleid uit de zogenaamde kleurlading. Men onderscheidt de kleuren rood, groen, blauw, anti-rood, anti-groen en anti-blauw. Deze zouden zich verenigen tot 'wit', waardoor men aannam dat quarks zich niet konden verwijderen van het hadron. De twee deeltjes, die samen het meson vormen, zijn een quark en een anti-quark die een kleur en zijn anti-kleur representeren. Baryonen, met drie quarks, worden benaderd als rood, groen en blauw die worden samengebracht tot 'wit'. In principe is het hadron een optelling van twee mesonen, en beantwoordt het ook aan de eisen om stabiliteit te verkrijgen. In 2007 werd Z (4430) reeds waargenomen door het Belle-team, een samenwerking van 400 fysici, met een deeltjesversneller van het Japanse KEK. Deze doorbraak werd al snel verworpen door de natuurkundigen omdat de bevindingen niet konden worden onderschreven door de theorieën in de kwantumfysica. Enkele jaren nadien werd de ontdekking bekrachtigd door een ander wereldwijd onderzoeksteam, BaBar. Zij opperden niet dat het deeltje bestond, maar ze konden de verkregen resultaten ook niet in de wind slaan. Door de onderzoekers van het CERN wordt deze waarneming nu definitief als een doorbraak aanzien. Tienduizenden mesonen werden gadegeslagen terwijl ze vervielen tot andere deeltjes door biljoenen botsingen in de LHC.
Alhoewel de detectie van Z (4430) beantwoordt aan de statistische voorwaarde voor het bestaan ervan, moet nog verder onderzoek verricht worden om de werkelijke samenstelling te achterhalen. De fysici houden ook de mogelijkheid open dat de tetraquark ( een deeltje met vier quarks) gevormd is door twee verenigde mesonen (twee quarks). Laatstgenoemde verklaring lijkt weerlegd te worden door de massa van het deeltje. Ook bleek dat deze variant van de tetraquark zo'n tien keer sneller vervalt dan eerdere hypothetische types hiervan.
De bevindingen kunnen ook een weerslag hebben op de theorie van de neutronensterren. In deze meest zware en dichte sterren wordt de materie voortdurend samengedrukt, waardoor ze binnenin enkel neutronen herbergen. Neutronen zijn voortgevloeid uit drie quarks, en zijn dus baryonen. Fysici denken dat ze fungeren als middel voor de deeltjesinteracties in deze extreem zware sterren. Indien de tetraquarks werkelijk bestaan, houdt dit een potentieel bewijs in voor de theorie van de neutronensterren. Dan zouden die deeltjes zich in extreme omstandigheden kunnen vormen. Ook worden de pistes voor mogelijke pentaquarks en hexaquarks nog niet afgesloten. Vervolgens hopen de natuurkundigen nog op het bestaan van losse quarks die zich voortbewegen door de neutronensterren zonder enig onderling verband.
