Neues Teilchen überrascht Physiker

Donnerstag, 19. März 2009, 13:36 • Rubrik Physik.

Einen unerwarteten Fund meldet eine internationale Physikergruppe. Bei ihren Experimenten an einem amerikanischen Teilchenbeschleuniger stieß sie auf ein neues Teilchen mit ungewöhnlichen Eigenschaften. Aus welchen Elementarteilchen es besteht, ist derzeit noch unklar.

Bei der Kollision von Protonen und Antiprotonen entstehen unter anderem B(+)-Mesonen, aus deren Zerfall mitunter ein Y(4140) hervorgeht. Grafik: Fermilab

Nach seiner Masse wird das Teilchen vorläufig als Y(4140) bezeichnet. “Es hat uns ganz bestimmt etwas zu sagen”, formuliert Jacobo Konigsberg von der University of Florida. “Wir sind uns noch nicht sicher, was das ist, aber wir werden ganz bestimmt weiter lauschen.”

Entdeckt wurde das Teilchen in den Daten der CDF Collaboration – einer Gruppe von mehreren Hundert Wissenschaftlern, die mit einem immensen Teilchendetektor am Fermi National Accelerator Laboratory arbeitet. Im Zentrum des Detektors werden Protonen und Antiprotonen mit einer Energie von beinahe 2 Teraelektronenvolt (TeV) zur Kollision gebracht. Dabei entsteht ein wahrer Zoo von Teilchen, die meist sehr rasch und über mehrere Zwischenschritte in “alltägliche” Teilchen zerfallen.

Unter den zahllosen Zerfallsprodukten konnten die Physiker auch den Neuling ausfindig machen. Mit einer Masse entsprechend einer Energie von 4.140 Megaelektronenvolt ist er gut vier Mal so schwer wie das Proton mit knapp 940 Megaelektronenvolt.

Unerwartet und daher besonders interessant ist Y(4140), weil es die bekannten Regeln, nach denen Elementarteilchen kombiniert werden können, zu strapazieren scheint. Nach seinen Zerfallsprodukten zu urteilen, könnte es sich um ein Meson aus einem Charm- und einem Anticharm-Quark handeln. Alternativ könnte es aber auch zusätzliche Gluonen enthalten, die Vermittler der starken Wechselwirkung, oder aus vier Quarks bestehen.

Forschung: CDF Collaboration, Fermi National Accelerator Laboratory, Batavia, Illinois

Zur Veröffentlichung eingereicht bei Physical Review Letters; Präsentation auf den XLIIIth Rencontres de Moriond, La Thuile

WWW:
CDF Collaboration, Fermilab
Zutaten für ein Universum

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Physiker produzieren schwerstes Quark

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