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| CERN: Der
Grosse Hadronen-Speicherring (Large Hadron Collider LHC) |
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| LHCb Collaboration entdeckt neue protonenähnliche Partikel |
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Bestehend aus zwei Charm-Quarks und einem Down-Quark, ist das neue Teilchen viermal schwerer als ein Proton
Das LHCb-Experiment am Large Hadron Collider (LHC) des CERN hat ein neues Teilchen entdeckt, das aus zwei Charm-Quarks und einem Down-Quark besteht, eine ähnliche Struktur wie das bekannte Proton, aber mit zwei schweren Charm-Quarks, die die beiden aufwärts liegenden Quarks des Protons ersetzen und damit seine Masse vervierfachen.
Die Entdeckung, die auf der laufenden Moriond-Konferenz präsentiert wird, wird Physikern helfen, besser zu verstehen, wie die starke Kraft Protonen, Neutronen und andere zusammengesetzte Partikel zusammenbindet.
Quarks sind grundlegende Bausteine der Materie und kommen in sechs Variationen vor: auf, unten, Charme, seltsam, oben und unten.
Sie kombinieren sich in der Regel in Gruppen von Zweiern und Dreiern zu Mesonen bzw. Baryonen.
Im Gegensatz zum stabilen Proton sind die meisten dieser Mesonen und Baryonen, die zusammen als Hadronen bekannt sind, jedoch instabil und kurzlebig, was sie zu einer Herausforderung macht, sie zu beobachten.
Um sie zu produzieren, müssen hochenergetische Partikel in einer Maschine wie dem Large Hadron Collider (LHC) zusammengeschlagen werden. Diese instabilen Hadronen werden schnell abklingen, aber die stabileren Partikel, die durch diesen Zerfall entstehen, können nachgewiesen und die Eigenschaften des ursprünglichen Partikels abgeleitet werden.
Forscher haben diesen Ansatz viele Male verwendet, um neue Hadronen zu finden, und das neue Teilchen, das gerade von der LHCb Collaboration angekündigt wurde, erhöht die Gesamtzahl der von LHC-Experimenten entdeckten Hadronen auf 80.
"Dies ist das erste neue Teilchen, das nach den Upgrades des LHCb-Detektors identifiziert wurde, die im Jahr 2023 abgeschlossen wurden, und erst das zweite Mal, dass ein Baryon mit zwei schweren Quarks beobachtet wurde, der erste wurde vor fast 10 Jahren von LHCb beobachtet", sagt LHCb-Sprecher Vincenzo Vagnoni. "Das Ergebnis wird Theoretikern helfen, Modelle der Quantenchromodynamik zu testen, die Theorie der starken Kraft, die Quarks nicht nur in konventionelle Baryonen und Mesonen, sondern auch in exotischere Hadronen wie Tetraquarke und Pentaquarke bindet."
Im Jahr 2017 berichtete LHCb über die Entdeckung eines sehr ähnlichen Teilchens, das aus zwei Charm-Quarks und einem bis zum Quark besteht. Dieses Up-Quark ist der einzige Unterschied zwischen diesem Partikel und dem neuen, das an seiner Stelle ein abwärts gerichtetes Quark hat. Trotz der Ähnlichkeit hat das neue Teilchen eine vorhergesagte Lebensdauer, die aufgrund komplexer Quanteneffekte bis zu sechsmal kürzer ist als sein Gegenstück. Das macht es noch schwieriger zu beobachten.
Durch die Analyse von Daten aus Proton-Proton-Kollisionen, die vom LHCb-Detektor während des dritten Laufs des LHC aufgezeichnet wurden, beobachtete die LHCb Collaboration den neuen Baryon mit einer statistischen Signifikanz von 7 Sigma, weit über der Schwelle von 5 Sigma, die erforderlich war, um eine Entdeckung zu beanspruchen.
"Dieses wichtige Ergebnis ist ein fantastisches Beispiel dafür, wie die einzigartigen Fähigkeiten von LHCb eine entscheidende Rolle für den Erfolg des LHC spielen", sagt Mark Thomson, CERN-Generaldirektor. „Es zeigt, wie experimentelle Upgrades am CERN direkt zu neuen Entdeckungen führen und die Bühne für die transformative Wissenschaft bereiten, die wir vom High-Luminosity LHC erwarten. Diese Leistungen sind nur möglich dank der außergewöhnlichen Leistung des CERN-Beschleunigerkomplexes und der Teams, die alles zum Laufen bringen, und dank des Engagements der Wissenschaftler für das LHCb-Experiment.“
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| Quelle: Originaltext CERN , 17. März 2026, Text: RAOnline mit Hilfe des Firefox-Übersetzungstools |
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| Hadronen
Hadronen sind subatomare Teilchen wie Protonen oder Neutronen. Das Proton ist das einzige Hadronenteilchen, welches bisher als stabil bekannt ist. Zu den Hadronen gehören auch die Melonen und Baryonen.
Im Gegensatz zum stabilen Proton sind die meisten der Mesonen und Baryonen, die zusammen als Hadronen bekannt sind, instabil und kurzlebig, was sie zu einer Herausforderung macht, sie zu beobachten. |
| Quelle: CERN |
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