Hadron2011 in München: Auf der Jagd nach exotischen Teilchen

Thema der Konferenz sind die Teilchen Quarks und Gluonen, die zusammen die Hadronen bilden. Als Bausteine von Protonen und Neutronen stellen sie außerdem wesentliche Bestandteile der Materie dar. Auf der einwöchigen Tagung diskutieren die Physiker Resultate und theoretische Entwicklungen, die helfen, die Wechselwirkungen und Zustände von Quarks und Gluonen besser zu verstehen.

Durch ihre Untersuchungen erhoffen sich Teilchenphysiker weitere Erkenntnisse über das Zusammenspiel der verschiedenen Quarks und der Gluonen – letztere sind die Teilchen, welche die Quarks wie ein Superkleber zusammenhalten. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass ein besseres Verständnis der Quark-Gluon-Konstellationen auch die Frage klärt, wie sich aus dem heißen Plasma des frühen Universums stabile Materie bilden konnte.

Auf der Hadron2011 konnten die Wissenschaftler bereits einige Erfolge vermelden: Sie präsentierten einige „Neuentdeckungen“ aus der Teilchenwelt, die mit Hilfe von Beschleuniger-Experimenten in den USA, Japan und dem Large Hadron Collider in Genf gefunden wurden. Wissenschaftler des COMPASS-Experiments berichteten von einem Durchbruch in der Hadronenforschung: Einem Team unter Leitung von Wissenschaftlern der Technischen Universität München (TUM) gelang es, die Existenz exotischer Teilchen zu bestätigen, die theoretische Berechnungen schon länger vorausgesagt hatten.

Für besonderes Aufsehen und viel Diskussionsstoff sorgen Teilchenkombinationen mit einem schweren b-Quark, deren Eigenschaften noch unklar sind. Offensichtlich treten sie als Partner anderer, leichterer Teilchen in Erscheinung. Diese Teilchen bereiten den Physikern seit einigen Jahren Kopfzerbrechen, da sie bisher noch nicht im Rahmen der Standardmodelle der Hadronenphysik klassifiziert werden konnten. Die Beobachtungen deuten darauf hin, dass die Wechselwirkung von Quarks und Antiquarks bei großen Abständen noch immer für Überraschungen gut ist.

Studien in der Hadronenphysik nehmen viel Forschungszeit in Anspruch – das weiß Suh-Urk Chung nur zu gut. Der ursprünglich aus Korea stammende Wissenschaftler ist eines der Gründungsmitglieder der „Hadron“-Konferenz, die 1983 ins Leben gerufen wurde und seither alle zwei Jahre an wechselnden Orten stattfindet. „Seit der ersten Tagung beschäftigen wir uns zum Beispiel mit so genannten Glueballs, exotischen Teilchen, die ausschließlich aus Gluonen bestehen. Theoretische Überlegungen sagen uns, dass die Teilchen existieren sollten – bisher konnten sie aber noch nicht gefunden werden“, erklärt der Teilchenphysiker.

Die Tagung bot darüber hinaus den Anlass, den theoretischen Physiker Harry Lipkin zu ehren, der auf der Hadron2011 seinen 90. Geburtstag feierte. Lipkin gilt als einer der Pioniere der Hadronenforschung und ist auch heute noch wissenschaftlich aktiv.

Prof. Stephan Paul, Leiter des Exzellenzclusters ‚Universe’ an der Technischen Universität München und einer der beiden Hauptorganisatoren der Hadron2011, zeigt sich mit dem Verlauf der Konferenz überaus zufrieden: „Wir konnten in einer Reihe von Gebieten der Hadronen-Physik wichtige Fortschritte erzielen. Ich bin sehr zuversichtlich, dass insbesondere die Hochenergie-Experimente am Large Hadron Collider am CERN, aber auch zukünftige Experimente in Japan weitere spannende Resultate liefern werden, die uns dabei helfen, das Rätsel der Materiebildung im Universum nach und nach aufzuklären.“