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19.11.2014

LHCb-Wissenschaftler entdecken neue Teilchen

LHCb

Der LHCb-Detektor. Bild: CERN

In der großen Familie der Teilchen gibt es zwei Neuzugänge: Das Team von Wissenschaftlern, die am LHCb-Detektor, einem der zwei spezialisierten LHC-Detektoren, arbeiten, hat am 18. November die Entdeckung von zwei neuen Teilchen bekannt gegeben. Die Neuzugänge gehören zu den sogenannten Baryonen. Die Teilchen heißen Xi_b’- und Xi_b*- (ausgesprochen: „Xi-b-Strich“ bzw „Xi-b-Stern“). Theorien hatten ihre Existenz vorhergesagt, und das LHCb-Experiment hat sie zum ersten Mal experimentell nachgewiesen.

Wie der bekanntere Baryon-Verwandte, das Proton, setzen sich die neuen Teilchen aus drei Quarks zusammen. Während Protonen aus zwei up- und einem down-Quark bestehen, setzen sich Xi_b’- und Xi_b*- aus einem b-Quark, einem strange-Quark und einem down-Quark zusammen. Das Team hat, neben der Masse der Teilchen, auch ihre Produktionshäufigkeit und ihre Zerfallseigenschaften im Detail untersucht.

„Neue Teilchen zu entdecken ist immer spannend und spektakulär. Die beiden neuen Baryonen helfen uns die starke Kraft besser zu verstehen. Diese fundamentale Kraft hält auch Protonen und Neutronen, die Bestandteile unserer Materie, zusammen, und gibt uns immer noch einige Rätsel auf“, sagt Ulrich Uwer, Sprecher der deutschen LHCb-Gruppen.

Die Daten stammen aus LHC-Kollisionen aus den Jahren 2011 und 2012. Im Moment befindet sich der LHC in einer Betriebspause, weil er für Kollisionen mit höheren Energien vorbereitet wird. Der LHCb-Detektor spezialisiert sich auf die Suche nach Ereignissen, die ein b-Quark enthalten. Sie können Hinweise darauf geben, warum unser Universum nur aus Materie statt zu gleichen Teilen aus Materie und Antimaterie besteht, wie sie beim Urknall entstanden sein müssen. Wissenschaftler vermuten, dass es einen kleinen Unterschied zwischen Materie und Antimaterie gibt, der zu diesem Ungleichgewicht geführt hat. Etwa 60 Wissenschaftler an vier deutschen Universitäten forschen mit bei LHCb.

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