Gewichtige Geschwister für Protonen und Neutronen - wissenschaft.de
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Gewichtige Geschwister für Protonen und Neutronen

Amerikanische Forscher haben mithilfe eines Teilchenbeschleunigers des Fermilabs eine neue Klasse von Baryonen entdeckt. Die bei dem Zusammenprall von Protonen mit ihren Antiteilchen nur für Sekundenbruchteile existierenden Teilchen wurden auf den Namen Sigma-b-Baryonen getauft und bestehen aus jeweils drei Quarks, von denen eines das schwere Bottom-Quark ist. Die Wissenschaftler glauben, mithilfe der neuen Teilchen eine der grundlegenden Kräfte der Natur, die so genannte Starke Kraft, genauer untersuchen zu können.

Baryonen bestehen aus einem Verbund von jeweils drei Quarks, und ihre bekanntesten Vertreter sind die Atomkernbausteine, die Protonen und Neutronen. Quarks treten in sechs verschiedenen Sorten auf, wobei in Protonen und Neutronen nur die leichtesten Vertreter, so genannte Up- und Down-Quarks vorhanden sind.

Die Forscher um Jacobo Konigsberg von der Universität von Florida haben nun mithilfe des Tevatron-Teilchenbeschleunigers Baryonen hergestellt, die neben Up- oder Down-Quarks auch jeweils ein Bottom-Quark enthalten. Diese neuen, als Sigma-b-Baryonen bezeichneten Teilchen sind allerdings nicht stabil, sondern zerfallen schon innerhalb eines winzigen Sekundenbruchteils.

Auch führte nicht jede Kollision eines Protons mit einem Antiproton in dem Teilchenbeschleunger zur Bildung der neuen Teilchen. Die Forscher untersuchten über mehrere Jahre hinweg Milliarden derartiger Kollisionen, und nur etwa 230 Kollisionen führten zur Herstellung von Sigma-b. Dies ließ sich durch eine Untersuchung von deren Zerfallsprodukten nachweisen.

Konigsberg glaubt, dass eine genauere Analyse der Eigenschaften der neuen Baryonen die Physik hinter der so genannten Starken Kraft, der fundamentalen Wechselwirkung zwischen Quarks, erhellen kann.

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Physical Review Letters, Bd. 97, Artikel 162001 Stefan Maier
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