Mögliches Tetraquark entdeckt

Protonen und Neutronen sind stabile Teilchen, die aus jeweils drei Quarks aufgebaut sind. Daneben gibt es auch einige instabile Teilchenvarianten, die bereits nach Bruchteilen einer Sekunde wieder zerfallen und aus vier, fünf oder sechs Quarks bestehen. Die internationale Forscherkollaboration des BES-III-Experiments am Elektron-Positron-Beschleuniger BEPC-II in Peking hat ein weiteres dieser exotischen Teilchen entdeckt. Es wird Zc(3900) genannt und besitzt in etwa die Masse eines Heliumkerns. Die Entdeckung wurde zur Veröffentlichung in der Zeitschrift Physical Review Letters eingereicht.
Sicht auf den Detektor von vorne, die vorderen Wände sind nach außen gefahren und geben den Blick auf die Elektronik im Inneren frei.

Die Wissenschaftler hatten im Dezember 2012 mit der Untersuchung des bisher wenig verstandenen Teilchens Y(4260) begonnen. Dabei stellten sie fest, dass es in ein unbekanntes Teilchen zerfiel: Zc(3900). Besonders interessant ist die Zusammensetzung von Y(4260) und Zc(3900). Zunächst vermutete man, dass es sich um Psi-Teilchen handelt, die aus einem Charm- und einem Anti-Charm-Quark zusammengesetzt sind. Sie würden damit zu den Mesonen gehören, also Teilchen, die aus Quark und Anti-Quark bestehen und somit elektrisch neutral sind.
Zc(3900) ist jedoch elektrisch geladen und daher ein Kandidat für eine neue Klasse von Teilchen. Achim Denig vom Institut für Kernphysik der Universität Mainz erklärt: „Dadurch ist eindeutig bewiesen, dass es sich um einen gebundenen Zustand handeln muss, der nicht ausschließlich aus Charm- und Anti-Charm-Quarks besteht. Dies ist bei Y(4260) weniger eindeutig, da es elektrisch neutral ist.“ Die Forscher vermuten, dass Zc(3900) einen 4-Quark-Zustand darstellt, ein solches Teilchen heißt auch Tetraquark. Damit könnte das Ursprungsteilchen Y(4260) ebenfalls ein Tetraquark sein.

Wissenschaftler nehmen an, dass die Tetraquarks dieser Gruppe aus einem Charm- und einem Anti-Charm-Quark bestehen und darüber hinaus noch ein weiteres Quark und ein weiteres Anti-Quark besitzen. Sind die zusätzlichen Quarks gleicher Art, so ist das Teilchen elektrisch neutral. Sind sie aber unterschiedlicher Art, so kann es auch elektrisch geladen sein.
Die Forscher am BEPC-II beobachteten über 300 Ereignisse, die sie als Auftreten des Zc(3900) identifizierten. Damit erreichten sie eine Signifikanz von acht Sigma. Je höher dieser Wert liegt, desto unwahrscheinlicher ist es, dass es sich nur um eine statistische Schwankung in den Daten handelt, für eine Entdeckung genügen fünf Sigma.

Quelle: http://www.weltderphysik.de/gebiet/teilchen/news/2013/moegliches-tetraquark-entdeckt/

Was meint ihr? Werden irgendwann noch mehr Teilchen entdeckt?

Ich finde es immer wieder spannend, dass solche Entdeckungen gemacht werden.
Mich würde auch mal interessieren, ob solche Entdeckungen Einfluss auf die Weltformel haben?

Tetraquark! Interessant, wie sich die wissenschaftlichen Begriffe zusammenfügen, und an ein Milchprodukt im Tetrapack erinnern.

hawaii schrieb:Mich würde auch mal interessieren, ob solche Entdeckungen Einfluss auf die Weltformel haben?

inwiefern einen Einfluss? Jedenfalls erhöht jede Entdeckung die wahrscheinlichkeit, dass weitere Zusammenhänge klar werden.

@kleinundgrün

Mich würde der Ablauf nach solch einer Entdeckung interessieren.
Ein neues Teilchen wird ja nicht gerade alle Tage entdeckt.

@hawaii
Dein Nick passt ja bestens zu Deinem Thread. :D

hawaii schrieb:Mich würde der Ablauf nach solch einer Entdeckung interessieren.

Wie die Abläufe bei den Teilchenbeschleunigerexperimenten sind, kann ich auch nicht sagen. Aber faszinierend ist es, da hast Du recht.

Faszinierend ist, dass es überhaupt instabile Teilchenvarianten gibt, die nur in Bruchteilen von
Sekunden wieder zerfallen. Das scheint mir unlogisch,
weil sie eben nur kurz lebig sind. Ich kann mir nicht vorstellen,
welchen Nutzen sie für das Universum haben.
Das ist zum verrückt werden, wenn man so ein simples Gedächtnis hat wie ich.

hawaii schrieb:Ich kann mir nicht vorstellen,
welchen Nutzen sie für das Universum haben.

Es muss doch nicht alles einen "Nutzen" haben. Es existiert weil es existiert.

@kleinundgrün

Was meinst Du, entstehen und existieren diese Teilchen auch ausserhalb eines Beschleunigers
oder sind es künstlich geschaffene Teilchen?

hawaii schrieb:Was meinst Du, entstehen und existieren diese Teilchen auch ausserhalb eines Beschleunigers
oder sind es künstlich geschaffene Teilchen?

Solche Kollisionen können sicherlich auch unter den geeigneten Umständen in der Natur vorkommen, denke ich.

@kleinundgrün
Da könntest Mu recht haben.

Hier, passt bestimmt zum Thema:
Neue Hinweise auf exotisches Teilchen aus sechs Quarks
Experimente am Jülicher Beschleuniger COSY könnten Effekt bei der Kollision von Neutronen und Protonen erklärenWASA-Detektor
WASA-Detektor
Jülich - Eine internationale Kollaboration hat mit dem Teilchenbeschleuniger COSY des Forschungszentrums Jülich ein exotisches Teilchen aus sechs Quarks indirekt nachgewiesen. Die Entstehung des "Multiquark Hadrons" könnte auch der Grund für den sogenannten ABC-Effekt sein, der bereits bei anderen Teilchenkollisionen auftrat und dessen Ursache seit rund 50 Jahren ungeklärt ist.
Hadronen sind Teilchen, die aus Quarks und Antiquarks zusammengesetzt sind. Das Standardmodell der Teilchenphysik unterscheidet dabei Mesonen, die aus einem Quark und einem Antiquark bestehen, und Baryonen, zu denen Protonen und Neutronen gehören und die aus drei Quarks aufgebaut sind. Einige Physiker sagen die Existenz von weiteren, komplexeren Teilchen voraus, die das Standardmodell zulassen würde: exotische Hadronen oder Multiquark Hadronen, die aus sechs Quarks bestehen.
Eine internationale Kollaboration von mehr als 120 Wissenschaftlern aus sechs Ländern hat nun mit dem schwedischen WASA-Detektor am Teilchenbeschleuniger COSY neue Hinweise auf ein solches Teilchen gefunden. Sie ließen Protonen und Neutronen kollidieren, bei der Verschmelzung je eines Protons und eines Neutrons entsteht ein Deuteriumkern, der Kern des schweren Wasserstoffs. Als Zerfallsprodukte bei der Reaktion entstehen Photonen, die vom Detektor registriert werden. Bei den Experimenten erhielten die Forscher zum Teil ungewöhnlich viele Zerfallsprodukte. Sie gehen davon aus, dass bei den Kollisionen für die Dauer einer Hunderttrilliardstel Sekunde - also 10 hoch -23 Sekunden - ein Multiquark-Hadron entstanden ist. In dieser kurzen Zeitspanne kann Licht gerade einmal einen kleinen Atomkern durchqueren. Solche extrem kurzlebigen Teilchen werden auch als Resonanzen bezeichnet.
"In unseren Experimenten konnten wir die Reaktion erstmals über den gesamten Energiebereich mit einer bisher unerreichten Präzision untersuchen", sagt Hans Ströher vom Institut für Kernphysik des Forschungszentrums Jülich. Mit dem besonders gleichmäßigen Protonenstrahl des COSY-Beschleunigers und dem fünf Meter langen WASA-Detektor erreichten die Forscher eine sehr hohe Genauigkeit ihrer Messwerte. Nur so konnten sie Rückschlüsse auf die Eigenschaften der Resonanzen ziehen, die nicht mehr mit anderen Theorien als der Entstehung des Multiquark Hadrons zu erklären waren.
Bereits 1960 hatten Wissenschaftler bei der Kollision von leichten Atomkernen eine ungewöhnlich hohe Rate an Zerfallsprodukten beobachtet. Für diesen "ABC-Effekt" - benannt nach den Physikern Alexander Abashian, Norman E. Booth und Kenneth M. Crowe - gab es aber bisher keine schlüssig belegbare Erklärung. Die Forscher in Jülich wollen in den kommenden Jahren testen, ob die von ihnen beobachtete Resonanz auch bei Kollisionen mit elastischen Stößen auftritt, bei denen keine Fusionsreaktion stattfindet.

Quelle: http://www.weltderphysik.de/gebiet/teilchen/nachrichten-kraefte-teilchen-kerne/2011/neue-hinweise-auf-exotisches-teilchen-aus-sechs-quarks/ (Archiv-Version vom 20.09.2013)

@kleinundgrün

kleinundgrün schrieb:Solche Kollisionen können sicherlich auch unter den geeigneten Umständen in der Natur vorkommen, denke ich.

Du meinst One-Second-Stands?
Doch, glaub schon.

@PHK
Was ist One Second Stand?

@hawaii

hawaii schrieb:Was ist One Second Stand?

Im Prinzip ne berechtigte Frage. Das wär ja schon ne richtige Langzeitbeziehung für solche Tetra-Quark-Packungen, um die es hier geht ...

@PHK

Doppelpunkt großes d

Zur Frage ob wir noch neue Teilchen finden werden, denke ich dass wir sicher noch einige finden werden. Möglich wären Teilchen die die Dunkle Materie oder Dunkle Energie "zusammensetzen". Was auch noch ein spannendes Kapitel ist, ist das Graviton. Ist jedoch schwer zu "finden" aufgrund der relativ schwachen Wechselwirkung der Gravitation.
PS: Sobald der LHC in ~15 Monaten wieder mit noch höheren Energien läuft, kannst Du dir sicher sein, dass wir dann ein paar neue Erkenntnisse machen. :)

@Sagittarius-A
sofern dann nicht vorher wieder Kampagnen gegen die befürchteten schwarzen Löcher gestartet werden ;)

@Cesair
Hahahaha, tja sowas kann man befürchten. :)

hawaii schrieb am 28.03.2013:Faszinierend ist, dass es überhaupt instabile Teilchenvarianten gibt, die nur in Bruchteilen von
Sekunden wieder zerfallen. Das scheint mir unlogisch,

auch auf die gefahr hin, nicht ernst genommen zu werden...
du vergisst dabei die spezielle relativitäts theorie.
du beobachtest das teilchen objektiv und dir kommt es wie der bruchzeitl einer sekunde vor.
für das teilchen selbst könnte dieser bruchteil einer sekunde stunde tage und jahre dauern.

@Malthael
kommt drauf an, ob es ein Teilchen mit Masse ist.