Das Institut Cern hat offiziell bestätigt, dass mit dem Betrieb des Large Hadron Collider ein entscheidender wissenschaftlicher Durchbruch gelungen ist. Dabei handelt es sich um den unwiderlegbaren Nachweis der Pentaquark-Teilchen, deren Existenz bisher nur aufgrund theoretischer Arbeiten belegt werden konnte. Möglich wurde der Nachweis durch die beim Large Hadron Collider gegenüber dem Vorgängermodell deutlich erhöhte Energie, mit der die einzelnen Teilchen in dem unterirdischen Tunnel aufeinander prallen.
Was sind Pentaquarks?
In Pentaquarks sind die Neutronen und Protonen in einem ganz besonderen Muster angeordnet, das nach einem halben Jahrhundert wissenschaftlicher Experimente nun erstmals bewiesen werden konnte. Dabei handelt es sich um eine Struktur, die einem Antiquark und vier Quarks besteht. Dass es derartige Teilchen geben muss, hatte Murray Gell-Mann, ein amerikanischer Wissenschaftler, bereits in den 1960er Jahren in einer seiner Thesen behauptet. Für diese Arbeit erhielt Murray Gell-Mann im Jahr 1969 den Nobelpreis der Physik. Den ersten experimentellen Nachweis der Pentaquarks will der japanische Forscher Takashi Nakano im Jahr 2003 erbracht haben. Danach folgte eine Meldung zur Existenz des Pentaquarks durch den amerikanischen Wissenschaftler Ken Hicks, der zu damaliger Zeit am Jefferson Laboratory in Virginia tätig war. Spätere Versuche konnten deren Existenz jedoch über fast fünfzig Jahre hinweg nicht bestätigen.
Der theoretische Aufbau der Pentaquarks
Pentaquarks werden von den Physikern zu den Hadronen gezählt, weil die Gebilde durch eine starke Kernkraft zusammengehalten werden. Sie können entweder einen halbzahligen oder ganzzahligen Spin aufweisen, woraus sich die Unterscheidung aus Mesonen und Baryonen ergibt. Der Spin ist der Eigendrehimpuls, dem die physikalischen Teilchen vom Atomkern über die Protonen und Neuronen bis hin zum kompletten Atom und Molekül ausgesetzt sind. Erste experimentelle Hinweise auf Baryonen wurden im Jahr 2007 bei GRAAL gefunden. Die Wissenschaftler benannten diesen Teilchenzustand als N*(1685)(N-Star). Eine erfolgreiche Wiederholung dieses Experiments gelang danach im ELSA-Institut in Bonn.
Quelle: cern.ch
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