Ein internationales Team aus Hochenergie-Physikern sagt, die Entdeckung eines elektrisch geladenen, subatomaren Teilchens sei ein Anzeichen dafür, dass sie begonnen haben, eine ganz neue Objektfamilie zu enthüllen, deren Mitglieder aus vier Quarks bestehen. Das entdeckte Teilchen trägt die Bezeichnung Zc(4020). Die Beijing Spectrometer (BESIII) Collaboration, zu der auch Wissenschaftler der University of Hawaii in Manoa gehören, gab im April 2013 bereits die Entdeckung eines rätselhaften Partikels namens Zc(3900) bekannt, das sich ebenfalls aus vier Quarks zusammensetzt.
“Während man seit langer Zeit weiß, dass sich Quarks in Gruppen aus zwei oder drei Mitgliedern binden, scheinen diese neuen Ergebnisse die Tür zu einem bislang schwer fassbaren Materietyp aufzustoßen, der aus vier Quarks besteht”, sagte Frederick Harris, ein Professor für Physik und Astronomie an der University of Hawaii in Manoa und Sprecher des BESIII-Experiments. “Die einzigartigen Daten, die von der BESIII Collaboration gesammelt wurden, enthalten eine Fülle von Anhaltspunkten über die Natur von Multiquark-Objekten.” Der jüngste Durchbruch der BESIII Collaboration gelang mit einer zweckbestimmten Untersuchung der Nebenprodukte des anomalen Y(4260)-Partikels.
Die Forscher verwendeten den Beijing Electron Positron Collider (BEPCII) in China und stellten die Energie, mit der Elektronen und Positronen Materie auslöschen, auf 4.260 Megaelektronenvolt (MeV). Das entspricht der Masse des Y(4260)-Teilchens. Die BESIII Collaboration nutzte diese Methode, um umfangreiche Stichproben der Nebenprodukte oder Zerfallsprozesse des Teilchens direkt zu erzeugen und zu sammeln. Diese experimentelle Methode erlaubte der BESIII Collaboration, zuerst das Zc(3900)-Teilchen und anschließend das Zc(4020)-Teilchen zu beobachten. Bei den Zerfallsprozessen wurde kürzlich auch das elektrisch neutrale X(3872) gefunden – ein Teilchen, das vor über zehn Jahren experimentell nachgewiesen und lange Zeit für ein Objekt gehalten wurde, das aus vier Quarks besteht.
“Das Jahr 2013 war bis jetzt ein aufregendes Jahr für das BESIII-Experiment”, sagte Harris. “Mit dem Zerfall des Y(4260)-Teilchens ist eine Familie aus Objekten erschienen, die aus vier Quarks bestehen. Obwohl das theoretische Bild noch fertiggestellt werden muss, deuten mehr und mehr Anhaltspunkte darauf hin, dass wir neue Materieformen beobachten. Und während ein neuer ‘Zoo’ mit rätselhaften Teilchen zum Vorschein kommt, scheint bald möglicherweise ein neues Klassifikationssystem in Reichweite zu sein, um ihn zu verstehen.”
Über das BESIII-Experiment
Das Beijing Spectrometer (BESIII) Experiment am Beijing Electron Positron Collider umfasst rund 350 Wissenschaftler aus 50 Institutionen in elf Ländern. Zu den US-Gruppen gehören die Carnegie Mellon University, die Indiana University, die University of Minnesota, die University of Rochester und die Physiker der High Energy Physics Group der Abteilung für Physik und Astronomie an der University of Hawaii in Manoa.
Die Forscher berichten im Wissenschaftsjournal Physical Review Letters über ihre Ergebnisse, darunter:
Observation of Zc(4040) in e+e- –> D*D*- pi+ process at 4.26 GeV
Observation of a charged (DD*bar)- mass peak in e+e- –> pi+(DD*bar)-at Ecm=4.26 GeV
Observation of the X(3872) in e+e- –> gamma pi+pi- J/psi at sqrt(s) around 4.26 GeV
Quelle: http://manoa.hawaii.edu/news/article.php?aId=6106
(THK)
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