Exotischer Partikel

CERN: Neues Teilchen stellt Forscher vor Rätsel

Der Super Proton Synchrotron am CERN

(Bild: CERN)

Am Schweizer Kernforschungszentrum CERN haben Forscher ein bis dato unbekanntes Teilchen gefunden, das sie vor ein physikalisches Rätsel stellt. Nicht nur, dass noch unklar ist, ob es sich bei ihm um eine exotische Kombination von Mesonen oder ein Zerfallsprodukt aus vier Quarks handelt, lässt es sich nicht nach gängiger Physik erklären.

Das a1(1420) getaufte Teilchen wurde bei Datenanalysen von Experimenten gefunden, bei denen im Super Proton Synchrotron (Bild) des CERN nahe Bern sogenannte Pionen (Partikel, die aus einem Up- und einem Anti-Down-Quark bestehen, Anm.) nahezu mit Lichtgeschwindigkeit auf flüssigen Wasserstoff geschossen wurden. In den Zerfallspuren fanden die Forscher der Technischen Universität München (TUM) das bislang unbekannte Teilchen.

Meson-Molekül oder doch ein Tetra-Quark?
Noch ist nicht geklärt, worum es sich bei a1(1420) genau handelt, es gibt allerdings mehrere Thesen: Eine besagt, dass das neue Teilchen, das eine Masse von 1,42 Gigaelektronenvolt hat, ein aus mehreren Mesonen zusammengesetztes Molekül ist. Laut Angaben der TUM-Physiker könnte es sich dabei aber auch um einen Vier-Quark-Zustand handeln.

Lässt sich nach gängiger Physik nicht erklären
Allerdings, so die Wissenschaftler, deckt keine der Erklärungen die Ergebnisse der Experimente im CERN vollständig ab. "Obwohl es experimentell gut belegt ist, ist das neue Teilchen a1(1420) offenbar ein neues Mitglied im Club", sagt Stephan Paul vom Exzellenzcluster Universe an der TU München.

Quarks sind dem Standardmodell der Teilchenphysik zufolge die fundamentalen Bausteine, aus denen beispielsweise die Atomkern-Bausteine Proton und Neutron aufgebaut sind. Sie waren bereits kurz nach dem Urknall vorhanden und spielten eine wichtige Rolle bei der Entstehung unseres Universums.