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Teilchenphysik: Elementarteilchen-Zoo komplett



Nach dem Standardmodell der Teilchenphysik sollte es insgesamt zwölf elementare Naturbausteine geben, aus denen sich jegliche Materie zusammensetzt. Bis 1995 hatten Physiker alle gefunden – bis auf einen. Endlich wurde die Lücke nun geschlossen: Forscher am Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) in Batavia in der Nähe von Chicago konnten das letzte noch fehlende Teilchen erstmals direkt nachweisen: das Tau-Neutrino, einen Vetter des bekannteren Elektron-Neutrinos, das Wolfgang Pauli schon 1930 höchst widerstrebend postuliert hatte. In dem Tevatron genannten Beschleuniger schossen sie dafür Protonen auf eine Wolfram-Platte. Dabei entstand ein ganzer Schwarm von Elementarteilchen, darunter auch die gesuchten Tau-Neutrinos. Starke Magnetfelder filterten die geladenen Teilchen heraus, während die Neutrinos zu dem Detektor gelangten – einer 15 Meter langen Konstruktion, in der sich Schichten aus Eisen und einer Fotoemulsion abwechseln. Stößt ein Tau-Neutrino auf einen Eisenkern, entsteht sein Partnerteilchen, das Tauon – eine Art schweres Elektron. Dieses hinterlässt eine rund einen Millimeter lange charakteristische Spur, an der es eindeutig zu identifizieren ist. Doch nur eines von einer Billion Teilchen löst die nachweisbare Reaktion aus. Deshalb fanden die Physiker innerhalb der drei Jahre langen Suche gerade mal vier Spuren.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 9 / 2000, Seite 26
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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