Durch die Beobachtung des Teilchens hoffen die Physiker, stabile exotische Teilchen zu erzeugen. Es hat die längste Zerfallszeit aller exotischen Materie und besteht aus zwei Quarks und zwei Antiquarks
Ein neues exotisches Materieteilchen mit ganz besonderen Eigenschaften wurde von Wissenschaftlern am Cern entdeckt und auf der European Physical Society Conference on High Energy Physics vorgestellt. Der Clou ist, dass es sich um das langlebigste Teilchen handelt, das jemals beobachtet wurde. Dieses neue Teilchen hat eine längere Zerfallszeit als jede andere exotische Materie, und die Entdeckung lässt die Physiker hoffen, dass es eines Tages möglich sein wird, stabile exotische Teilchen herzustellen, d. h. Teilchen, die außerhalb der ursprünglichen Formulierung von Zwei- und Drei-Quark-Teilchen existieren.
Entdeckung des langlebigsten Teilchens aller Zeiten
Während des Large Hadron Collider beauty (LHCb) Experiments beobachteten Wissenschaftler, dass das neue Tcc+ Teilchen ein Tetraquark ist, das aus zwei Quarks und zwei Antiquarks besteht. Quarks sind die Grundbausteine der Materie. Sie verbinden sich zu Hadronen wie dem Proton und dem Neutron, die aus drei Quarks bestehen, und zu Mesonen, die sich als Quark-Antiquark-Paare bilden. In den letzten Jahren wurden mehrere Tetraquark-Teilchen entdeckt, aber Tcc+ ist das erste Teilchen, das zwei Quark-Charme enthält, ohne einen Anti-Quark-Charme, der sie ausgleicht. Tcc+ ist auch das erste gefundene Teilchen, das zu einer Klasse von Tetraquarks mit zwei schweren Quarks und zwei leichten Antiquarks gehört.
Diese Teilchen zerfallen in ein Mesonenpaar, das jeweils aus einem der schweren Quarks und einem der leichten Antiquarks besteht. Nach einigen theoretischen Vorhersagen sollte die Masse solcher Tetraquarks sehr nahe an der Summe der Massen der beiden Mesonen liegen. Diese Nähe der Masse macht den Zerfall "hart", was zu einer längeren Lebensdauer des Teilchens führt, was bei Tcc+, dem bisher langlebigsten exotischen Hadron, tatsächlich der Fall ist.
Die Entdeckung des neuen Tetraquarks ist nach Ansicht der Physiker für weitere Untersuchungen interessant. Die Teilchen, in die es zerfällt, sind alle relativ leicht nachzuweisen. In Kombination mit der geringen Energie, die beim Zerfall zur Verfügung steht, führt dies zu einer ausgezeichneten Genauigkeit bei der Bestimmung seiner Masse und ermöglicht die Analyse der Quantenzahlen dieses faszinierenden Teilchens. Die Messung seiner geringen Zerfallsenergie erhöht die Zuversicht, dass ein Tetraquark, das aus zwei Bottom-Quarks und einem Up- und Down-Antiquark besteht, eine negative Kernkraft-Zerfallsenergie haben würde, was es sehr stabil macht. Ein Double-Bottom-Tetraquark "wird nur selten erzeugt und liegt außerhalb des Bereichs der derzeitigen Luminosität des Large Hadron Collider", so Dr. Ivan Polyakov vom LHCb-Experiment.
Da Tcc+ langlebiger ist als andere Tetraquarks, erleichtert es nicht nur die Vorhersage der möglichen Produktion stabiler exotischer Teilchen, sondern auch die Untersuchung von Mesonen, während die Freisetzung bei niedriger Energie genauere Messungen ermöglicht. Dadurch könnte es einfacher werden, die Genauigkeit theoretischer physikalischer Modelle auf subatomarer Ebene zu testen.
Zu den jüngsten Entdeckungen in der Physik gehören neue Forschungen über Schwarze Löcher, deren Gas galaktische Tsunamis auslösen könnte.
Stefania Bernardini