Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

UZH-Forschende entdecken neues Teilchen am CERN

27.04.2012
Physiker der Universität Zürich haben bei Experimenten am Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) ein bisher noch unbekanntes Teilchen aus drei Quarks entdeckt. Damit konnte im LHC erstmals ein neues Baryon nachgewiesen werden. Das Baryon mit der Bezeichnung Xi_b^* bestätigt fundamentale Annahmen der Physik über die Bindung von Quarks.

In der Teilchenphysik bezeichnet die Familie der Baryonen Partikel, die aus jeweils drei Quarks zusammengesetzt sind. Die Quarks sind eine Gruppe von insgesamt sechs Teilchen, die sich durch ihre Masse und ihre Ladung unterscheiden.

Die beiden leichtesten Quarks, das so genannte up- und down-Quark bilden unter anderem die beiden Atombausteine, das Proton und das Neutron. Alle Baryonen, die aus den drei leichtesten Quarks (up-, down-, und strange-Quark) gebildet werden, sind bekannt. Von den Baryonen mit schweren Quarks konnten bisher erst wenige beobachtet werden. Sie können nur in Teilchenbeschleunigern künstlich erzeugt werden, da sie schwer und sehr instabil sind.

Im Rahmen der Protonenkollisionen LHC am CERN ist es den Physikern Claude Amsler, Vincenzo Chiochia und Ernest Aguiló vom Physik-Institut der Universität Zürich gelungen, ein Baryon mit einem leichten und zwei schweren Quarks nachzuweisen. Das Teilchen Xi_b^* besteht aus einem up-, einem strange- und einem bottom-Quark (usb), ist elektronisch neutral und hat einen Spin von 3/2 (1,5). Seine Masse ist mit derjenigen eines Lithium-Atoms vergleichbar. Mit der neuen Entdeckung sind nun zwei der drei von der Theorie vorausgesagten Baryonen in der Zusammensetzung usb beobachtet worden.

Als Grundlage der Entdeckung dienten Daten, die im CMS-Detektor gesammelt wurden, an dessen Entwicklung die Universität Zürich beteiligt war. Das neue Teilchen kann nicht direkt nachgewiesen werden, da es zu instabil ist, um vom Detektor erfasst zu werden. Xi_b^* zerfällt jedoch in einer bekannten Kaskade von Zerfallsprodukten. Ernest Aguiló, Postdoktorand aus der Gruppe von Prof. Amsler, identifizierte in den Messdaten Spuren der jeweiligen Zerfallsprodukte und konnte daraus eine Reihe rekonstruieren, an deren Ausgangspunkt ein Xi_b^*-Zerfall stand.

Die Berechnungen beruhen auf Daten von Protonenkollisionen mit einer Energie von 7 Tera-Elektronenvolt (TeV), die zwischen April und November 2011 vom CMS-Detektor gesammelt wurden. Insgesamt konnten 21 Zerfälle eines Xi_b^*-Baryons entdeckt werden. Dies ist statistisch genügend signifikant, um eine Zufallsmessung auszuschliessen.

Die Entdeckung des neuen Teilchens bestätigt die Theorie, wie Quarks binden. Sie leistet damit einen Beitrag zum Verständnis der starken Wechselwirkung, die als eine der vier Grundkräfte der Physik die Struktur der Materie bestimmt.

UZH und LHC

Die Universität Zürich ist mit drei Forschungsgruppen am LHC am CERN beteiligt. Die Gruppen von Prof. Amsler und Prof. Chiochia arbeiten am CMS-Experiment, die Gruppe von Prof. Straumann beteiligt sich am LHCb Experiment.

CMS-Detektor

Der CMS-Detektor dient dazu, Energie und Impuls von Photonen, Elektronen, Myonen und anderen geladenen Teilchen mit hoher Genauigkeit zu messen. Im 12'500 Tonnen schweren Detektor sind schichtweise verschiedene Messvorrichtungen angeordnet, mit denen die Spuren der bei den Kollisionen entstehenden Teilchen eingefangen werden können. An der Entwicklung des CMS waren weltweit 179 Institutionen beteiligt. In der Schweiz sind es die Universität Zürich, die ETH Zürich und das Paul Scherrer Institut.

Kontakte

Prof. Claude Amsler
Physik-Institut
Universität Zürich
Tel.: +41 22 767 29 14
E-Mail: claude.amsler@cern.ch
Website: http://www.mnf.uzh.ch/index.php?id=500

Prof. Vincenzo Chiochia
Physik-Institut
Universität Zürich
Tel.: +41 22 767 60 41
E-Mail: vincenzo.chiochia@cern.ch
Website: http://unizh.web.cern.ch/unizh/People/Vincenzo_Chiochia.htm

Beat Müller | Universität Zürich
Weitere Informationen:
http://www.mnf.uzh.ch/index.php?id=500
http://unizh.web.cern.ch/unizh/People/Vincenzo_Chiochia.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern
17.08.2017 | Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg

nachricht Optische Technologien für schnellere Computer / „Licht“ mit Wespentaille
16.08.2017 | Universität Duisburg-Essen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten