Quarks treten nie allein auf, sondern immer nur im Verbund (das hängt mit den Merkwürdigkeiten ihrer Anziehungskraft zusammen). Man kennt bisher Teilchen, die sich aus einem Quark und einem Anti-Quark zusammensetzen (so wie das Pion oder das J/Ψ) und solche, die aus drei Quarks bestehen wie das Proton. (Entsprechend gibt es auch die zugehörigen Antiprotonen aus drei Antiquarks.)
Zumindest theoretisch kann man sich aber auch größere Verbünde vorstellen – es könnte Pentaquarks geben, also einen Verbund aus 5 Quarks (4 Quarks und ein Anti-Quark, um genau zu sein). Und es könnte auch Tetraquarks geben – also einen Verbund aus 4 Quarks; zwei davon “anti”. Und genau so einen Verbund hat man hier möglicherweise gefunden.
Man muss allerdings fairerweise dazusagen, dass es noch nicht sicher ist, dass der neue Zustand wirklich ein solches Tetraquark ist. Es könnte auch ein ungewöhnlicher Bindungszustand zwischen zwei Mesonen sein, das lässt sich nicht völlig ausschließen, auch wenn die Daten eher dagegen sprechen.
Tetraquarks sind auch deswegen interessant, weil es sie möglicherweise kurz nach dem Urknall in großer Zahl gab, als das Universum noch sehr heiß war und für solche ungewöhnlichen Teilchen viel Energie zur Verfügung stand. Wenn sich die Entdeckung bestätigt, dann liefert sie also vielleicht auch neue Einblicke in die Frühzeit unseres Universums.
Amüsant (und ein wenig seltsam) ist übrigens, dass in den beiden papern das Wort “Tetraquark” gar nicht auftaucht. Das dichteste, das an diese Aussage herankommt, ist noch der Satz ” It is also noted that model-dependent calculations exist…” Zugegeben, jemand, der extrem fit in Teilchenphysik ist, hätte das aus den Daten herauslesen können, ohne sich viel Mühe zu geben, aber ohne den entsprechenden Artikel in nature diese Woche hätte ich von dieser Entdeckung wohl kaum etwas bemerkt oder beim Lesen der Artikel verstehen können, worum es geht.
[1] Study of e+/e–>J/Psi and Observation of a Charged Charmoniumlike State at Belle Phys Rev Lett 110, 252002 (2013)
[2] Observation of a Charged Charmoniumlike Structure… Phys Rev Lett 110, 252001 (2013)
Quark quartet opens fresh vista on matter, Nature, VO L 4 9 8 | 2 0 J U N E 2 0 1 3
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