Ein halbes Jahrhundert lang haben Physiker nach einem Teilchen aus reiner Kraft gesucht. Nun sagt ein Team in China, es habe den stärksten Beweis dafür gefunden, dass der schwer fassbare 'Glueball' real ist.
Ein Teilchen aus Kraft
Gewöhnliche Materie besteht aus Quarks, die von Teilchen namens Gluonen zusammengehalten werden. Gluonen tragen die starke Kraft, die Wechselwirkung, die Protonen und Neutronen im Atomkern bindet. Die Theorie besagt, dass Gluonen auch allein Klumpen bilden können, die exotische Teilchen namens Glueballs bilden.
Physiker sagten Glueballs in den frühen 1970er Jahren als Teil der Quantenchromodynamik voraus, der Theorie, die die starke Kraft beschreibt. Aber einen zu entdecken, hat Jahrzehnte gedauert. Glueballs sind instabil und zerfallen fast sofort und hinterlassen nur Spuren in Teilchendetektoren.
Fünfzehn Jahre Suche
Die neuen Beweise stammen von der Beijing Spectrometer III (BESIII) Kollaboration, einem internationalen Experiment am Beijing Electron Positron Collider. Forscher aus 15 Ländern verbrachten 15 Jahre damit, Milliarden von Messungen des unterirdischen Colliders zu durchforsten.
Das Team konzentrierte sich auf ein Teilchen namens X(2370), das erstmals 2011 entdeckt wurde. Ihre Analyse zeigt, dass es hauptsächlich aus Gluonen besteht. Ein entscheidender Hinweis: Das Teilchen hat keine Quark-Flavours, was genau das ist, was ein echter Glueball haben sollte.
Ein Triumph für das Standardmodell
Das Team präsentierte seine Ergebnisse letzte Woche auf der Internationalen Konferenz für Hochenergiephysik in Natal, Brasilien. Physiker auf der ganzen Welt begrüßten die Entdeckung. US-amerikanische und israelische Forscher nannten es einen 'Triumph', der eine zentrale Vorhersage der modernen Physik bestätigt.
Das Ergebnis schließt den Fall nicht ab. Physiker sagen, dass weitere Messungen erforderlich sind, um vollständig zu bestätigen, dass X(2370) ein Glueball ist, und einige hoffen, andere Glueball-Kandidaten mit unterschiedlichen Massen zu finden. Aber die Beweise sind die stärksten, die je gesammelt wurden, und bringen ein halbes Jahrhundert altes Rätsel nahe an eine Lösung.
Wenn bestätigt, würde der Glueball ein Bild der Materie vervollständigen, das Physiker über Jahrzehnte aufgebaut haben: Quarks und Gluonen, durch Kraft gebunden, die alles von Atomen bis zu Sternen aufbauen.