X(3872) ungelöst
Wissenschaftler in Japan und den USA sind auf ein Teilchen gestoßen, das
nicht so ganz ins bisherige Raster passen will. Es könnte eine Art Molekül
aus zwei Quarkpaaren sein oder zeigen, dass etwas mit der Theorie der Starken
Kraft nicht stimmt.
Es hätte alles ganz unspektakulär ablaufen können: Wissenschaftler
am Belle-Experiment in Japan waren auf der Suche nach einem Zusammschluss aus
einem Charm-Quark und
dessen Antiquark.
Dabei stießen sie auf das Teilchen X(3872) mit einer Masse von 3.872
Millionen Elektronenvolt.
Doch es passte gar nicht zu den Berechnungen der Theoretiker, wie dieses Teilchen
nach rund 10-21 Sekunden
wieder zerfällt.
Zudem liegt seine Masse 60
Millionen Elektronenvolt über der des vermuteten
Charm-Quark-Paares.
Die gemessene Masse des Teilchens entspricht nun erstaunlich
gut der Summe zweier D-Mesonen, so dass eine Erklärung sein könnte,
X(3872) sei wie ein Molekül aus diesen beiden Teilchen zusammengesetzt.
Damit wäre das X(3872) das erste Exemplar einer völlig neuen Art
von Materie. Solche Moleküle werden zwar seit den 1970er Jahren theoretisch
vermutet, wurden bisher aber noch nicht gesichtet.
Eine andere Erklärung wäre, dass etwas mit der Theorie der Starken
Kraft nicht stimmt. Diese beschreibt die Wechselwirkung zwischen den
Quarks. Dies wäre weniger spektakulär, aber dennoch bedeutend.
Mit dem X(3872) wird das Standard-Modell der
Teilchenphysik ein weiteres Mal herausgefordert. Dieses Modell beschreibt
seit rund dreißig Jahren die Welt des Allerkleinsten und konnte bisher
alle schweren Angriffe erfolgreich abwehren.
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| In dieser
Zerfallsreaktion wurde das X(3872) entdeckt. |
Das Teilchen wurde bei einem Experiment an der so genannten B-Factory am japanischen
Forschungszentrum KEK
entdeckt. Dort werden Elektronen auf deren Antiteilchen, die Positronen, geschossen,
um den Zerfall von so genannten B-Mesonen
zu untersuchen. Daraus erhoffen sich Physiker neue Erkenntnisse über das
Standard-Modell der Teilchenphysik. Auch eine Gruppe am Fermilab
hat das Teilchen nachgewiesen.
Wissenschaftliche Quelle
- Physical Review Letters (im Druck)
Kurz und knapp
- Die Eigenschaften des X(3872) lassen sich nicht mit den gegenwärtigen
Modellen berechnen.
- Entweder hadelt es sich um eine Art Molekül aus Quarkpaaren
oder es müssen Anpassungen an der Theorie der Starken Kraft vorgenommen werden.
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