Direkt zum Inhalt

Teilchenphysik: Langlebiges Meson entdeckt

Wissenschaftler des amerikanischen Beschleunigerzentrums Fermilab in Illinois haben ein ungewöhnlich langlebiges Meson entdeckt. Es zerfällt gut dreimal langsamer als erwartet, zugleich aber sechsmal häufiger in ein so genanntes Eta-Teilchen geringerer Masse.

Das von der Selex-Kollaboration am Fermilab-Beschleuniger Tevatron entdeckte so genannte Heavy-Light-Meson besteht aus einem vergleichsweise leichten Strange-Quark und einem schweren Charm-Antiquark. Es tauchte in Kollisionen von Protonen an Kupfer- sowie Diamantproben auf. Die Versuche wurden zwar bereits 1997 durchgeführt, aber erst jetzt ausgewertet. Das noch namenlose Meson ist mit einer Masse von umgerechnet 2635 Megaelektronenvolt etwa zweieinhalbmal so schwer wie ein Proton und zerfällt in 10-24  Sekunden. Diese Zeit reicht für Licht gerade aus, um ein Proton zu durchqueren.

Selex-Meson | Ein ungewöhnlich langlebiges Meson haben amerikanische Wissenschaftler am Fermilab entdeckt.
Für das neu entdeckte Meson ist das jedoch im Vergleich zu seinen Geschwisterteilchen viel zu lang. Nach der Heisenberg'schen Unschärferelation steht die Masse eines instabilen Teilchens in Beziehung zu seiner Lebensdauer: Je schwerer es ist, desto schneller zerfällt es. Nicht so bei diesem Objekt. Es sei, als ob aus einem mit Wasser gefüllten Eimer, in dem sich ein großes und ein kleines Loch befindet, die Flüssigkeit sechsmal schneller aus der kleinen Öffnung fließt als aus der großen, meint Jim Russ, Sprecher der Selex-Kollaboration und Physiker der Carnegie-Mellon-Universität.

Selex-Chef Jim Russ mit Eimer | Die lange Lebensdauer des von der Selex-Kollaboration neu entdeckten Mesons ist genau so überraschend, wie wenn Wasser schneller durch ein kleines Loch aus einem Eimer liefe als durch ein großes.
Das Ergebnis kommt für die Wissenschaftler völlig unerwartet. Sie glauben, damit einem bislang unbekannten Phänomen der Starken Wechselwirkung auf der Spur zu sein. Die ist für den Zusammenhalt der Quarks in den Hadronen verantwortlich. Als Hadronen bezeichnen die Elementarteilchenphysiker alle Teilchen, die aus Quarks aufgebaut sind, so auch die Protonen und Neutronen im Atomkern.

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Quellen
The SELEX Collaboration, A.V.Evdokimov, et al: First observation of a narrow charm-strange meson DsJ(2632) -> Ds eta and D0 K+, Preprint

Partnerinhalte