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 Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle
07.12.2016 | Goethe-Universität Frankfurt am Main

nachricht Das Universum enthält weniger Materie als gedacht
07.12.2016 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie