Diese Woche gaben Forscher am Large Hadron Collider (LHC) des CERN in der Schweiz den Nachweis eines neuen Partikeltyps namens Pentaquark bekannt, berichtet Ian Sample für The Guardian .
Quarks sind winzige Partikel, die sich zu verschiedenen Arten größerer Partikel verbinden, mit denen Sie möglicherweise besser vertraut sind. Drei Quarks bilden zum Beispiel ein Proton. Und wenn sich fünf Quarks verbinden, spricht man von einem Pentaquark. Das mag nicht so aufregend erscheinen, aber für Physiker ist es das.
"Der Pentaquark ist nicht irgendein neues Teilchen", sagte Guy Wilkinson, Physiker und Sprecher des LHC-Experiments, in einer Erklärung. "Das Studium seiner Eigenschaften kann es uns ermöglichen, besser zu verstehen, wie gewöhnliche Materie, die Protonen und Neutronen, aus denen wir alle bestehen, aufgebaut ist."
Quarks gibt es in sechs "Geschmacksrichtungen": oben, unten, oben, unten, seltsam und charmant. Anti-Quarks kommen auch die gleichen sechs Geschmacksrichtungen. Ein Pentaquark scheint aus zwei Up-Quarks, einem Down-Quark, einem Charm-Quark und einem Anti-Charm-Quark zu bestehen.
Die Entdeckung bestätigt den seit 50 Jahren bestehenden Verdacht von Wissenschaftlern, dass exotischere Partikel existieren könnten, erklärt Tia Ghose für Live Science:
1964 schlug der Physiker Murray Gell-Mann vor, dass eine Gruppe von Teilchen, die als Baryonen bekannt sind und Protonen und Neutronen enthalten, aus drei noch winziger geladenen subatomaren Teilchen, den sogenannten Quarks, besteht. In der Zwischenzeit bestand eine weitere Gruppe von Partikeln, Mesonen genannt, aus Quarks und ihren Antimateriepartnern, den Antiquarks.
Gell-Manns Theorie implizierte, dass noch komplexere Quarkstrukturen größere Partikel bilden könnten, erklärt Ghose. Wenn ein Trio von Quarks ein Proton bildet, was könnten dann fünf, sechs oder sieben Quarks entstehen? Es gab frühere Hinweise auf einen Pentaquark, aber keine schlüssigen.
Die LHC-Forscher untersuchten, wie Baryonen (ein weiteres Teilchen aus drei Quarks) zerfallen, aber während des Partikelzerfalls bildeten die Quarks Zwischenstrukturen. Basierend auf den empfangenen Signalmustern mussten diese Zwischenstrukturen Pentaquarks sein, berichten die Forscher in der Zeitschrift Physical Review Letters .
Bisher haben Physiker nur diese eine Art von Pentaquark in den LHC-Daten beobachtet, aber es könnte viele andere Sorten geben.
