Schweres Baryon

06. Juli 2017 14:17; Akt: 06.07.2017 14:57 Print

Cern-Forscher weisen Schlüsselteil nach

Ihre Art macht fast die ganze Materie aus, doch die schweren Vertreter kommen erst jetzt ans Licht: Baryonen.

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Auch Protonen und Neutronen gehören zu diesen Teilchen: Visualisierung eines Baryons, das immer aus drei Quarks besteht. (Bild: Keystone/Cern)

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Forschenden am Cern ist der Nachweis eines neuen Teilchens geglückt. Seine Existenz wurde theoretisch vorhergesagt, aber jahrelang hatten Wissenschaftler ein solches Teilchen aus zwei schweren Quarks und einem leichten vergeblich gesucht.

Bei dem neu beobachteten Teilchen mit der Bezeichnung «Xi cc ++» handelt es sich um ein besonders schweres Baryon, wie das Cern am Donnerstag mitteilte. Baryonen machen fast die gesamte Materie um uns herum aus. Die bekanntesten Vertreter dieser Teilchenfamilie sind Protonen und Neutronen, Bestandteile des Atomkerns.

Alle Baryonen bestehen aus drei Elementarteilchen, Quarks genannt. Von den Quarks gibt es sechs Typen, die in unterschiedlichen Kombinationen zu Baryonen zusammengesetzt sein können. Allerdings wurde bisher kein Baryon nachgewiesen, das mehr als ein schweres Quark enthielt.

Erstes doppelt schweres Baryon

Nun ist das jedoch geglückt: An der «EPS Conference on High Energy Physics» in Venedig stellten die Cern-Forschenden des LHCb-Experiments am Donnerstag ihren Nachweis des «Xi cc++»-Teilchens vor, das aus zwei schweren «Charm-Quarks» und einem «Up-Quark» besteht. Die «Charm-Quarks» machen seine Masse fast vier Mal grösser als die eines Protons, schrieb das Cern.

«Anders als bei anderen Baryonen, in denen die drei Quarks einen raffinierten Tanz umeinander ausführen, erwarten wir von einem doppelt schweren Baryon eher das Verhalten eines Planetensystems», erklärte Guy Wilkinson, früherer Sprecher des LHCb-Konsortiums. In diesem Fall spielten die beiden schweren Quarks die Rolle eines Doppelsterns und drehten sich umeinander, während das leichtere Quark um dieses Doppelsystem kreise.

Zerfallsprodukte identifiziert

Der Nachweis von «Xi cc++» gelang, indem die Forschenden seine charakteristischen Zerfallsprodukte im LHCb-Detektor des Large Hadron Collider (LHC), dem Teilchenbeschleuniger des Cern, identifizierten. Ihren Fachartikel haben die Wissenschaftler beim Magazin «Physical Review Letters» eingereicht. Weitere Messungen an «Xi cc++» sollen das Verhalten dieser zuvor nie beobachteten Quark-Kombination klären helfen.

Ein Forscher nimmt Einstellungen an einem Element des Large Hadron Collider in Genf vor. (Bild: Cern)

Dadurch hoffen die Forschenden, die Vorhersagekraft ihrer Theorien zu verbessern, insbesondere die über starke Wechselwirkungen, eine der vier Fundamentalkräfte der Physik, wie der neue LHCb-Sprecher Giovanni Passaleva erklärte. Zudem hoffen die Cern-Physikerinnen und -Physiker, nun auch weitere Baryonen mit zwei schweren Quarks aufspüren zu können.

Fünf Jahre Higgs-Boson

Die Bekanntgabe des neuen Teilchens kommt fast genau fünf Jahre, nachdem das Cern den Nachweis des Higgs-Boson verkündet hatte: Am 4. Juli 2012 präsentierten die Forschenden den experimentellen Beleg für das auch als «Gottesteilchen» bezeichnete Higgs-Boson. 2013 erhielten Peter Higgs und François Englert den Nobelpreis für die Vorhersage des Teilchens. Weil die naturwissenschaftlichen Nobelpreise nur an Personen und nicht an Organisationen vergeben werden, ging das Cern leer aus.

Mit dem sogenannten Higgs-Mechanismus wird im Standardmodell der Elementarteilchen-Physik erklärt, wie die Teilchen – also die Grundbausteine der Materie – ihre Masse erhalten.

(rub/sda)

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Die beliebtesten Leser-Kommentare

  • Adi Moll am 06.07.2017 15:12 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Top forschung!!!

    So geil! Einfach der hammer! Extrem spannend!

  • Rousseau am 06.07.2017 15:09 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Es lebe die Grundlagenforschung!

    cool, das wird vielleicht helfen, ungeklärte physikalische Phänomene zu erklären!

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  • Christian Eberhart am 06.07.2017 18:51 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    interessante Themen

    Die Teilchen Physik ist immer wieder spannend

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Die neusten Leser-Kommentare

  • RAlf Berger am 10.07.2017 08:30 Report Diesen Beitrag melden

    Falsche Zeit falscher Ort

    Ich bin zu früh geboren um das Ergebnis aller Rätzel der Welt zu erfahren und zu spät um mich vor dem raten zu schützen.

  • Risingsun am 07.07.2017 18:06 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    thanks

    nur dank big bang theory interessiere ich mich für die wissenschaft! vielleicht ein wenig traurig aber in der schule und auch sonst hört man nicht von dem

  • BoomXfactor am 07.07.2017 15:32 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Der freie - oder beschleunigte Fall

    Bald können herunterfallende Gegenstände abgebremst werden, mittels neuer Formel kann man dann den freien Fall neu definieren! :)

    • Rodgar am 07.07.2017 16:14 Report Diesen Beitrag melden

      Echt?

      Das verstehe ich nicht, finde es total spannend. Kannst du das für einen Laien wie mich umschreiben? Diese Quarks haben was mit der Gravitation zu tun? Wäre voll der Hammer!

    • BoomXfactor am 09.07.2017 02:16 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

      @Rodgar

      Die Quarks sind in der Quantenphysik der Hammer, sie schmecken am besten mit Schnittlauch, danach wirkt die Schwerkraft noch intensiver! :)

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  • S. B am 07.07.2017 14:10 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Toll, aber....

    Der Mechanismus wie das Higgs Boson nun allen anderen Teilchen Masse verleien sollte, wurde immer noch nicht erklärt! Bezweifle das es je getan wird. Man sollte sich der Theorie von Burkhard Heim zuwenden. Damit wurde bereits 1981 am DESY in Deutschland, mit Erfolg seine Masseformel programmiert. Leider wird dies immer noch ignoriert, obschon die Resultate bis auf mehrere Stellen hinter dem Koma, mit den gemessenen übereinstimmen! Ev. würde seine Theorie helfen, den " Partikel Zoo" besser zu verstehen. Aber dennoch interessant was gefunden wird am CERN. Weiter so!

  • M.G. am 07.07.2017 12:45 Report Diesen Beitrag melden

    Sind wir für neue Erkenntnisse bereit?

    Das ist das alte Streitthema, Forschung um der Forschung willen oder erst wenn sichergestellt ist das neue Erkenntnisse nicht unser Leben durcheinander bringen. Das haben im Mittelalter die Zunftmeister versucht indem sie ihren Mitgliedern ein Innovationsverbot auferlegten. Sie hatten Angst davor das wenn einer in ihrer Stadt durch eine Erfindung einen wirtschaftlichen Vorsprung gegenüber seiner Konkurrenz erhält der soziale und politische Frieden in ihrer Gemeinde gefährdet sei. Das hat nicht funktioniert weil so eine Restriktion die Cleveren aus der Stadt vertrieb und man in Rückstand geriet