Neue Elementarteilchen entdeckt: Internationales Forscherteam erzeugt exotische Geschwister von Proton und Neutron

Seit Jahrzehnten untersuchen Physiker die kleinsten Bauteilchen der Materie. Nun hat ein internationales Forscherteam am amerikanischen Forschungszentrum Fermilab in Batavia zwei neue, exotische Konglomerate nachweisen können.

Batavia (USA) - Es handelt sich physikalisch um nahe Verwandte der Protonen und Neutronen, aus denen alle Atomkerne aufgebaut sind. Am mehrere Kilometer großen Teilchenbeschleuniger Tevatron zeigten sich die Teilchen mit dem Namen "Sigma-sub-b" für einen winzigen Bruchteil einer Sekunde. So instabil diese Partikel auch sein mögen, gelten sie als ein weiterer experimenteller Beweis für das Standardmodell. Dieses Theorie erklärt, aus welchen Bausteinen und mit welchen Kräften die Materie zusammengehalten wird.

"Diese Teilchen sind wie seltene Juwelen, die wir aus unseren Daten geschürft haben", sagt Jacobo Konigsberg von der University of Florida und Sprecher der internationalen Physikergruppe mit dem Namen "CDF Kollaboration". Die beiden neuen Teilchen setzen sich einerseits aus zwei up-Quarks und ein bottom-Quark und andererseits aus zwei down-Quarks und ein bottom-Quark zusammen. Die stabilen Neutronen und Protonen bestehen dagegen nur aus up- und down-Quarks. Der Verbund mit dem schwereren bottom-Quark konnte bisher nur theoretisch vorhergesagt werden.

Um solche exotischen Teilchen herzustellen, werden am Tevatron Protonen und Antiprotonen auf ein Tempo nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Stoßen sie aufeinander, werden enorme Energien freigesetzt, die die Bildung neuer Teilchen ermöglichen. Haushohe Detektoren, in diesem Fall der CDF-Detektor, können die Spuren neuer Teilchen nachweisen. Solche Kollision dienen ebenfalls dazu, die Bedingungen des Universums nachzustellen, die unmittelbar nach dem Urknall geherrscht haben.