Drei zweifach charmante Seufzer?
Am Fermilab wurden wahrscheinlich Teilchen entdeckt, die zwei Charm-Quarks enthalten.
Damit wurden klaffende Lücken im Quark-Modell schwerer Teilchen geschlossen.
In den 1960er Jahren brachten die Physiker Murray Gell-Mann und George Zweig
Ordnung in das damals herrschende Teilchenchaos. Bis dahin hatte man rund hundert
verschiedene Teilchen entdeckt - viel zu viele, um sie ruhigen Gewissens fundamental
nennen zu wollen.
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Das Symbol
zu den neuen Teilchen.
Im Englischen wird es "ßei" ausgesprochen und klingt damit
wie der englische "Seufzer" (sigh).
Das ++ bedeutet zweifach positive Ladung, das cc: Dieses Baryon enthält
zwei Charm-Quarks. |
Damals ordneten Gell-Mann und Zweig die Exemplare des Teilchenzoos nach ihren
Eigenschaften. Sie erkannten dabei verblüffende Regelmäßigkeiten,
die sie mit der Vermutung erklärten, die Teilchen seien aus Quarks aufgebaut.
Zunächst glaubte niemand, dass diese Quarks wirklich existierten. Doch
schon bald verdichteten sich die Indizien, dass es Quarks gäbe.
Sechs Quarks
Mittlerweile gehen Physiker in ihrem Standard-Modell der Teilchenphysik von
sechs unterschiedlichen Quark-Typen aus. Von Baryonen sprechen sie dann, wenn
sich drei solcher Quarks zu einem Teilchen zusammenfinden. Die meisten der möglichen
Baryonen wurden mittlerweile gefunden, doch einige blieben bisher unentdeckt.
Das Quark-Modell der Baryonen nähert sich nun seiner Vervollkommnung.
Die Gruppe SELEX am Fermilab, ein 90-köpfiges Wissenschaftlerteam, hat
im Mai 2002 verkündet, drei potentielle Kandidaten für Baryonen aus
zwei Charm-Quarks gefunden zu haben. Insgesamt untersuchte das Forscher-Team
dazu eine Milliarde Teilchenzusammenstöße. Den Teilchen wurde schon
vor langer Zeit ein griechischer Buchstabe als Symbol verpasst: Xi ++ cc. Im
Englischen wird es "ßei" ausgesprochen und klingt damit wie
der englische "Seufzer" (sigh).
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Aus den
vier Quarktypen Up-Quark, Down-Quark, Strange-Quark und Charm-Quark lassen
sich zwanzig Teilchen aus drei Quarks zusammenstellen.
Protonen bestehen aus zwei Up-Quarks und einem Down-Quark, Neutronen aus
einem Up-Quark und zwei Down-Quarks. Die neuen Teilchen vom Fermilab bestehen
aus zwei Charm-Quarks sowie einem Up- oder Down-Quark. |
Dass es so schwierig ist, zweifach charmante Teilchen zu erzeugen, liegt an
der großen Masse der Charm-Quarks. Sie sind viel schwerer als Up- und
Down-Quarks, aus denen gewöhnliche Materie besteht.
Offene Fragen
Derzeit bereitet die Masse der gefundenen Teilchen den Wissenschaftlern auch
weiteres Kopfzerbrechen: Denn die theoretischen Vorhersagen gingen ziemlich
daneben. Wenn es sich also wirklich um die vermuteten Teilchen handelt, halten
die Charm-Quarks wohl noch einige Überraschungen bereit. Und dann gibt
es ja noch weitere unentdeckte charmante Baryonen: Die Suche geht weiter. Und
für Physiker ist das gewiss kein Grund zum Seufzen!
WWW-Links
Kurz und knapp
- Im Quark-Modell schwerer Teilchen klaffen noch ein paar Lücken.
- Zwei davon könnten mit der Entdeckung zweifach charmanter Baryonen
nun geschlossen sein.
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- Quarks
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- Astrophysik
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