Wissenschaft im Trend: CERN verkündet Entdeckung von fünf neuen Teilchen durch Large Hadron Collider

Das von Forschern des CERN mit dem Large Hadron Collider durchgeführte, auch unter der Bezeichnung „The Beauty Experiment“ bekannte LHCb-Experiment soll enthüllen, was nach dem Urknall passierte. Im Zuge der Forschung stießen die Forscher auf fünf neue subatomare Teilchen, die dabei behilflich sein könnten, zu erklären, was das Zentrum von Atomen zusammenhält.

Die Entdeckung geht auf die präzise Teilchenerkennung des LHCb-Detektors und auf den großen Datensatz zurück, der sich während des ersten und zweiten Durchgangs des Large Hadron Collider angesammelt hatte. Diese beiden Elemente haben Forschern die Identifizierung der neuen Teilchen ermöglicht, die laut CERN ein „überragendes Niveau statistischer Signifikanz aufweisen – das heißt, dass es sich bei der Entdeckung nicht nur um zufällige statistische Daten handeln kann“.

Dr. Grieg Cowan von der University of Edinburgh, Vereinigtes Königreich, arbeitet an dem Projekt. In einem Artikel, der auf der BBC-News-Webseite veröffentlicht wurde, beschreibt er die Entdeckung als bemerkenswert, „(sie) wird ein neues Licht auf die Bindung von Quarks werfen. Sie könnte nicht nur zu einem besseren Verständnis von Protonen und Neutronen, sondern ebenfalls von exotischeren Multi-Quark-Zuständen wie Pentaquarks und Tetraquarks führen.“

Frühere Ideen jetzt bestätigt

Die Existenz von Omega-C-Baryonen-Teilchen wurde 1994 bestätigt und Physiker sind seitdem stets davon ausgegangen, dass die Teilchen in unterschiedlichen Formen auftreten. Bei den neu entdeckten Teilchen handelt es sich allesamt um Baryonen – subatomare Partikel, die aus drei kleineren Einheiten bestehen, welche Quarks genannt werden. Es gibt sechs Arten dieser als Bausteine von Materie bekannten Quarks, die als „Up“-, „Down“-, „Strange“-, „Charm“-, „Top“- und „Bottom“-Quarks bezeichnet werden.

Bei den Teilchen wurde ein erregter Omega-C-Zero-Zustand festgestellt – ein Teilchenzustand, der mehr Energie aufweist, als die Konfiguration für ein absolutes Minimum (oder den Grundzustand). Die Forschung ist detaillierter auf der Webseite der Cornell University Library unter arXiv.org beschrieben.

Für die Untersuchung waren annähernd 250 Trillionen Kollisionen erforderlich und bei der Erklärung des CERN wurde verlautbart, dass der nächste Schritt darin besteht, herauszufinden, wie die Quantenzahlen zu den neuen Teilchen lauten.