Abo
  • Services:

Teilchenphysik

Haben US-Wissenschaftler neues Elementarteilchen gefunden?

US-Wissenschaftler haben möglicherweise eine sensationelle Entdeckung gemacht: Sie könnten ein bislang unbekanntes Elementarteilchen oder sogar eine neue Grundkraft der Natur entdeckt haben.

Artikel veröffentlicht am ,
Luftbild des Fermilab  (Bild: Fermilab)
Luftbild des Fermilab (Bild: Fermilab)

Eine der wichtigsten Aufgaben des Teilchenbeschleunigers Large Hadron Collider in Genf ist die Suche nach dem sogenannten Higgs-Teilchen oder Higgs-Boson. Der Sensationsfund könnte aber nicht in der Schweiz, sondern in den USA gelungen sein: Wissenschaftler am Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) nahe Chicago haben möglicherweise das Elementarteilchen entdeckt - oder sogar eine neue Grundkraft.

Ungewöhnliche Abweichungen

Stellenmarkt
  1. Fachhochschule Südwestfalen, Meschede bei Dortmund
  2. über experteer GmbH, Stuttgart

Zum Fermilab gehört der Teilchenbeschleuniger Tevatron, in dem die Wissenschaftler Protonen und Antiprotonen, die beinahe auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden, miteinander kollidieren lassen. Auf der Suche nach W-Bosonen stellten Wissenschaftler des Experiments Collider Detector at Fermilab (CDF) in ihren Daten eine ungewöhnliche Abweichung fest.

Bei diesen bestimmten Kollisionen entstehen ein W-Boson und zwei Partikelstrahlen, Jets genannt. Diese entstehen, wenn die Kollision ein Quark ausstößt. Das kann nicht allein existieren, sondern muss sich an ein zweites Quark oder ein Antiquark binden. Das Quark zieht also weiter Quarks und Antiquarks an. Jeweils ein Quark und ein Antiquark bilden dabei ein Meson. Aus der Energie der Jets können die Wissenschaftler die Masse des Teilchens ableiten, das sie produziert hat.

Schwerer als W-Boson

In den Aufzeichnungen des CDF fanden die Wissenschaftler rund 250 Ereignisse, bei denen die Jets von einem Teilchen ausgestoßen wurden, das etwa das 160fache eines Protons wiegt. Ein W-Boson sei jedoch nur 87-mal so schwer wie ein Proton, schreiben die Wissenschaftler in einem Aufsatz, der als Preprint auf dem Dokumentenserver Arxiv veröffentlicht wurde.

Die Wissenschaftler suchen jetzt nach einer Erklärung für dieses Phänomen. Eine mögliche ist, dass sie tatsächlich das Higgs-Boson gefunden haben. Das ist allerdings unwahrscheinlich, denn das unbekannte Teilchen hätte andere Eigenschaften, als es das Standardmodell für das Higgs-Boson vorhersagt. Es müsste in schwerere Teilchen zerfallen. Außerdem trat das neue Teilchen etwa 300-mal häufiger auf, als das Higgs-Boson laut Standardmodell auftreten dürfte.

Fünfte Grundkraft

Eine andere Möglichkeit ist, dass die Wissenschaftler eine neue Grundkraft entdeckt haben. Derzeit kennt die Physik vier Grundkräfte: die Gravitation, die elektromagnetische Wechselwirkung sowie die schwache und die starke Wechselwirkung, auch starke und schwache Kernkraft genannt. Diese würde nur auf sehr kurze Distanzen wie in etwa im Inneren eines Atomkerns wirken.

Beides könnte das Standardmodell reichlich durcheinanderbringen. "Wenn das real ist, wäre das die wichtigste Entdeckung in der Physik im letzten halben Jahrhundert", sagte Christopher Hill vom Fermilab der New York Times. Hill gehört nicht zum CDF-Team. Das bremst hingegen den Enthusiasmus: Die Möglichkeit, etwas komplett Neues entdeckt zu haben, begeistere das ganze Team sehr. Auf der anderen Seite seien alle "sehr vorsichtig, denn das wäre so bedeutend, dass es uns beinahe Angst macht", sagte CDF-Sprecher Giovanni Punzi der Zeitung. Deshalb suchten sie derzeit nach alternativen Erklärungen. Eine davon könnte schlicht ein Rechenfehler sein.

Zweitstärkster Teilchenbeschleuniger

Der Tevatron liegt in Batavia, etwa 50 Kilometer östlich von Chicago im US-Bundesstaat Illinois. Die kreisförmige Röhre ist etwa 6 Kilometer lang und ausgelegt für Kollisionen mit einer Energie von 1,96 Teraelektronenvolt. Bis zur Inbetriebnahme des Large Hadron Collider war der Tevatron der stärkste Teilchenbeschleuniger. Er wird im September dieses Jahres stillgelegt.



Anzeige
Blu-ray-Angebote
  1. über ARD Mediathek kostenlos streamen
  2. 5,55€
  3. 4,99€

GodsBoss 11. Okt 2011

Das siehst du falsch. Im LHC werden Protonen (oder auch Bleikerne, die enthalten neben...

GodsBoss 18. Apr 2011

Habe zu dem Thema was gefunden, das Ganze nennt sich dann wohl Kugelblitz (den man...

mattiscb 13. Apr 2011

bestimmt, aber was du aufzählst ist schon recht gut bekannt Einstein 1915 Schwarzschild...

Der Kaiser! 10. Apr 2011

Aber meiner ist immer noch grösser als deiner!!

Pierre Dole 10. Apr 2011

"Daraus" wurde bereits im Zweiten Weltkrieg eine Waffe entwickelt, sie heißt Atombombe. ;-)


Folgen Sie uns
       


God of War (2018) - Fazit

Viele langjährige Fans von Kratos dürften beim neuen God of War erst mal vom Glauben abfallen. Der Neue hat aber auf eigenständige Art ebenfalls das Zeug zum Kulthelden.

God of War (2018) - Fazit Video aufrufen
Noctua NF-A12x25 im Test: Spaltlos lautlos
Noctua NF-A12x25 im Test
Spaltlos lautlos

Der NF-A12x25 ist ein 120-mm-Lüfter von Noctua, der zwischen Impeller und Rahmen gerade mal einen halben Millimeter Abstand hat. Er ist überraschend leise - und das, obwohl er gut kühlt.
Ein Test von Marc Sauter

  1. NF-A12x25 Noctua veröffentlicht fast spaltlosen 120-mm-Lüfter
  2. Lüfter Noctua kann auch in Schwarz
  3. NH-L9a-AM4 und NH-L12S Noctua bringt Mini-ITX-Kühler für Ryzen

Leserumfrage: Wie sollen wir Golem.de erweitern?
Leserumfrage
Wie sollen wir Golem.de erweitern?

In unserer ersten Umfrage haben wir erfahren, dass Sie grundlegend mit uns zufrieden sind. Nun möchten wir wissen: Was können wir noch besser machen? Und welche Zusatzangebote wünschen Sie sich?

  1. Stellenanzeige Golem.de sucht Redakteur/-in für IT-Sicherheit
  2. Leserumfrage Wie gefällt Ihnen Golem.de?
  3. Jahresrückblick 2017 Das Jahr der 20 Jahre

Pillars of Eternity 2 im Test: Fantasy unter Palmen
Pillars of Eternity 2 im Test
Fantasy unter Palmen

Ein klassisches PC-Rollenspiel in der Art von Baldur's Gate, aber in einem karibisch angehauchten Szenario mit Piraten und Segelschiffen: Pillars of Eternity 2 entpuppt sich im Test als spannendes Abenteuer mit viel Flair.
Ein Test von Peter Steinlechner


      •  /