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| CERN: Der
Grosse Hadronen-Speicherring (Large Hadron Collider LHC) |
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| Das LHCb-Experiment kündigt die Beobachtung eines neuen Teilchens mit zwei schweren Quarks an |
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An der EPS-Konferenz für Hochenergiephysik in Venedig hat das LHCb-Experiment am Large Hadron Collider des CERN über die Beobachtung von ≡cc++ (Xicc++) berichtet, einem neuen Teilchen, das zwei Charm-Quarks und ein Aufwärtsquark enthält.
Die Existenz dieses Teilchens aus der Baryon-Familie wurde von den aktuellen Theorien erwartet, aber Physiker suchen seit vielen Jahren nach solchen Baryonen mit zwei schweren Quarks. Die Masse des neu identifizierten Teilchens beträgt etwa 3'621 MeV, was fast viermal schwerer ist als der bekannteste Baryon, das Proton, eine Eigenschaft, die aus seinem doppelten Charm-Quarkgehalt entsteht. Es ist das erste Mal, dass ein solches Teilchen eindeutig nachgewiesen wurde.
Fast alle Dinge, die wir um uns herum sehen, bestehen aus Baryonen, die häufige Partikel sind, die aus drei Quarks bestehen, wobei die bekanntesten Protonen und Neutronen sind. Aber es gibt sechs Arten von bestehenden Quarks, und theoretisch könnten viele verschiedene Kombinationen andere Arten von Baryonen bilden. Bisher beobachtete Baryonen bestehen alle aus höchstens einem schweren Quark.
"Die Suche nach einem doppelt schweren Quarkbaryon ist von grossem Interesse, da es ein einzigartiges Werkzeug zur weiteren Untersuchung der Quantenchromodynamik bieten wird, die Theorie, welche die starke Wechselwirkung beschreibt, eine der vier grundlegenden Kräfte", sagte Giovanni Passaleva, neuer Sprecher der LHCb-Kollaboration. "Solche Partikel werden uns so helfen, die Vorhersagekraft unserer Theorien zu verbessern."
"Im Gegensatz zu anderen Baryonen, in denen die drei Quarks einen aufwendigen Tanz umeinander ausführen, wird erwartet, dass ein doppelt schwerer Baryon wie ein Planetensystem wirkt, beidem die beiden schweren Quarks die Rolle von schweren Sternen spielen, die um einander kreisen, wobei das leichtere Quark um dieses Doppelsystem kreist", fügte Guy Wilkinson, ehemaliger Sprecher der Zusammenarbeit, hinzu.
Die Messung der Eigenschaften des ≡cc++ wird helfen, festzustellen, wie sich ein System von zwei schweren Quarks und einem leichten Quark verhält. Wichtige Erkenntnisse können durch die genaue Messung von Produktions-und Zerfallsmechanismen und die Lebensdauer dieses neuen Teilchens gewonnen werden.
Die Beobachtung dieses neuen Baryons erwies sich als herausfordernd und wurde aufgrund der hohen Produktionsrate von schweren Quarks am LHC und den einzigartigen Fähigkeiten des LHCb-Experiments ermöglicht, das die Zerfallsprodukte mit ausgezeichneter Effizienz identifizieren kann. Der ≡cc++ Baryon wurde durch seinen Zerfall in einen Λc+ Baryon und drei leichtere Mesonen K-, π+ und π+ identifiziert. Die Beobachtung des ≡cc++ in LHCb weckt die Erwartungen, andere Vertreter der Familie von doppelt schweren Baryons zu erkennen. Sie werden nun im LHC gesucht.
Dieses Ergebnis basiert auf 13 TeV-Daten, die während des Laufs 2 beim Large Hadron Collider aufgezeichnet und mit 8 TeV-Daten aus Lauf 1 bestätigt wurden. Die Zusammenarbeit hat ein Papier eingereicht, das diese Ergebnisse an die Zeitschrift Physical Review Letters berichtet.
Das CERN, die Europäische Organisation für Kernforschung, ist eines der weltweit führenden Labore für Teilchenphysik. Die Organisation liegt an der französisch-schweizerischen Grenze mit Sitz in Genf. Seine Mitgliedstaaten sind: Österreich, Belgien, Bulgarien, Tschechische Republik, Dänemark, Finnland, Frankreich, Deutschland, Griechenland, Ungarn, Israel, Italien, Niederlande, Norwegen, Polen, Portugal, Rumänien, Slowakei, Spanien, Schweden, Schweiz und Vereinigtes Königreich. Zypern, Serbien und Slowenien sind assoziierte Mitgliedstaaten in der Vorstufe der Mitgliedschaft. Indien, Pakistan, die Tü̈rkei und die Ukraine sind assoziierte Mitgliedstaaten. Die Europäische Union, Japan, JINR, die Russische Föderation, die UNESCO und die Vereinigten Staaten von Amerika haben derzeit Beobachterstatus.
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| Quelle: Originaltext CERN , 6. Juli 2017, 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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