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Teilchenphysik: Der Klebstoff der Welt

Gluonen halten Atomkerne zusammen und erzeugen einige der fundamentalen Eigenschaften der Materie. Dabei ist vieles an diesen Teilchen rätselhaft, denn sie sind in Experimenten kaum fassbar.
Gluonen quer

Anfang des 20. Jahrhunderts zeigten Physiker, dass Atome ihren Namen zu Unrecht tragen. Die nach dem griechischen Wort für "unteilbar" bezeichneten Objekte ließen sich in noch kleinere Materiebausteine spalten: Elektronen sowie Protonen und Neutronen. Später stellte sich heraus, dass die beiden Letzteren ihrerseits aus weiteren Teilchen bestehen, den Quarks. So genannte Gluonen – angelehnt an den englischen Begriff für Klebstoff – binden diese Quarks aneinander. Beide Teilchenarten sind nach heutigem Wissen nicht weiter spaltbar.

Laut Experimenten, die einen Blick in das Innere von Protonen und Neutronen erlauben, bestehen die Kernteilchen (Nukleonen) aus je drei Quarks, zwischen denen sich eine schwankende Zahl von Gluonen befindet. Hinzu kommen noch Paare aus Quarks und ihren Antiteilchen, die ständig auftauchen und wieder verschwinden.

Und nicht nur in Protonen und Neutronen stecken sie. Große Beschleuniger produzierten im letzten halben Jahrhundert eine Vielzahl von Teilchen aus verschiedensten Kombinationen von Quarks und Antiquarks. Physiker fassen sie alle unter dem Begriff "Hadronen" zusammen. ...

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  • Quellen

Braun-Munzinger, P., Stachel, J.: The Quest for the Quark-Gluon Plasma. In: Nature 448, S. 302 – 309, 2007

Gross, D. J., Wilczek, F.: Ultraviolet Behavior of Non-Abelian Gauge Theories. In: Physical Review Letters 30, 1343 – 1346, 1973

Politzer, H. D.: Reliable Perturbative Results for Strong Interactions? In: Physical Review Letters 30, S. 1346 – 1349, 1973