Langlebiges Tetraquark mit doppeltem Charme bei LHCb entdeckt

Eine künstlerische Darstellung von Tcc+, einem Tetraquark, das aus zwei charm-Quarks sowie einem up- und einem down-Antiquark besteht (Bild: CERN)

Neue Klasse von Materie…

Die LHCb-Kollaboration am CERN und maßgeblich unser neuer ORIGINS-Fellow Mikhail Mikhasenko, der zuvor Fellow am CERN war, haben eine neue Klasse hadronischer Materie mit überwältigender statistischer Signifikanz entdeckt: Doppelt schwere Tetraquarks, die als Tcc+ bezeichnet werden. Dabei handelt es sich um das langlebigste exotische Teilchen, das jemals beobachtet wurde, und das erste, das zwei schwere Quarks und zwei leichte Antiquarks enthält.

Mehrere Möglichkeiten für die innere Struktur des Zustands sind denkbar: Die Quarks könnten fest durch Gluonen, ähnlich wie im Proton und Neutron gebunden sein (siehe Abbildung). Oder sie könnten auch locker in einer kernartigen Struktur gebunden sein. Es besteht auch die Möglichkeit, dass diese beiden Mechanismen sich überlagern.

ORIGINS Fellow Mikhail Mikhasenko bewertet die Bedeutung der Entdeckung so: „Für die bisher beobachteten exotischen Kandidaten gab es immer eine alternative Erklärung. Daher setzt die jetzige Entdeckung einen Meilenstein, weil es der erste eindeutige Hinweis auf Materieformationen jenseits der konventionellen Zustände ist.“

Das bisher langlebigste exotische Hadron

Doppeltschwere Tetraquarks wurden erstmals vor fast 40 Jahren vermutet und werden seither intensiv diskutiert. Solche Teilchen können durch Umwandlung in ein Mesonenpaar zerfallen, das jeweils aus einem der schweren Quarks und einem der leichten Antiquarks besteht. Bei Tcc+ liegen die Massen des Anfangs- und des Endzustands sehr nahe beieinander, was zu seiner ungewöhnlichen Lebensdauer führt, die in der Welt der Hadronen beeindruckend groß und bei den Exoten beispiellos ist.

Dies ist nicht nur eine bahnbrechende Entdeckung an sich, sondern ebnet auch den Weg für die Suche nach verwandten Teilchen. Der „beautiful cousin“ mit zwei Bottom-Quarks anstelle von zwei Charm-Quarks ist besonders interessant, da seine Masse Berechnungen zufolge kleiner sein sollte als die Summe der Massen des Mesonenpaares, in das er zerfällt. Damit wäre der Zerfall nicht nur unwahrscheinlich, sondern sogar verboten, was zu noch mehr Stabilität in Bezug auf die starke und elektromagnetische Wechselwirkung führen würde. Mikhail Mikhasenko fügt hinzu: „Stabile oder fast stabile exotische Hadronen sind der Traum der Forscher, die exotische Phänomene der QCD untersuchen.“

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Mikhail Mikhasenko
Excellence Cluster ORIGINS
E-Mail: mikhail.mikhasenko(at)origins-cluster.de
Web: https://github.com/mmikhasenko

Weitere Informationen:

https://home.cern/news/news/physics/twice-charm-long-lived-exotic-particle-disco… CERN Update
https://lhcb-public.web.cern.ch/Welcome.html#Tcc LHCb News
https://cerncourier.com/a/new-tetraquark-a-whisker-away-from-stability/ CERN Courier

Media Contact

Stefan Waldenmaier Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Exzellenzcluster Origins

Alle Nachrichten aus der Kategorie:

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Neues topologisches Metamaterial

… verstärkt Schallwellen exponentiell. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am niederländischen Forschungsinstitut AMOLF haben in einer internationalen Kollaboration ein neuartiges Metamaterial entwickelt, durch das sich Schallwellen auf völlig neue Art und Weise…

Astronomen entdecken starke Magnetfelder

… am Rand des zentralen schwarzen Lochs der Milchstraße. Ein neues Bild des Event Horizon Telescope (EHT) hat starke und geordnete Magnetfelder aufgespürt, die vom Rand des supermassereichen schwarzen Lochs…

Faktor für die Gehirnexpansion beim Menschen

Was unterscheidet uns Menschen von anderen Lebewesen? Der Schlüssel liegt im Neokortex, der äußeren Schicht des Gehirns. Diese Gehirnregion ermöglicht uns abstraktes Denken, Kunst und komplexe Sprache. Ein internationales Forschungsteam…

Partner & Förderer