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Neues Teilchen entdeckt

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Neues Teilchen entdeckt

Der stärkste Teilchenbeschleuniger der Welt, der Large Hadron Collider (LHC), hat nach der Winterpause im April seinen Betrieb wieder aufgenommen – und gleich einen neuen Rekord aufgestellt: Am 5. April ließ er erstmals Protonen mit einer Gesamtenergie von acht Teraelektronenvolt (TeV) kollidieren. Das übertraf den vorigen Rekord von 7 TeV, mit denen der LHC viele Monate im letzten Jahr betrieben worden war. Wenn alles nach Plan läuft, wird er bei 8 TeV demnächst definitiv klären, ob das ominöse Higgs-Teilchen existiert, das dem Standardmodell der Elementarteilchenphysik zufolge entscheidend zur Masse der Partikel beiträgt (bild der wissenschaft 1/2012, „Die Weltmaschine kommt auf Touren“).

Ende April hat der LHC erstmals ein bislang unbekanntes sehr kurzlebiges Teilchen geschaffen. Das gab das CMS-Team Ende April bekannt. Der Compact Muon Solenoid (CMS) ist einer der vier riesigen Detektoren am LHC. Sie messen die Myriaden von Teilchen, die bei den Proton-Proton-Kollisionen erzeugt werden.

Das neue Teilchen wird Xi*b0 genannt. Es besteht aus je einem up-, strange- und bottom-Quark und könnte daher auch „ usb-Partikel“ heißen. Es ist elektrisch neutral (daher die 0 in seinem Namen, das b steht für „bottom“) und angeregt (daher der Stern). Es hat einen Spin (inneren Drehimpuls) von 3/2 und gehört somit zu den Fermionen. Seine Masse beträgt 5945,0 plus/minus 2,8 Megaelektronenvolt. Das entspricht fast der Masse von sechs Protonen oder eines Lithium-Atoms.

Xi*b0 wurde vom Standardmodell der Elementarteilchen vorausgesagt – keine neue Physik also, aber ein weiterer Triumph der etablierten Wissenschaft. Die Erzeugung und Detektion des Xi*b0 gelang erst jetzt in statistisch ausreichender Menge, weil das Teilchen sofort zerfällt, also schwierig nachzuweisen ist, und weil die strange- und bottom-Quarks sehr schwer sind.

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