Neues Teilchen am CERN entdeckt
Züricher Physiker haben bei Experimenten am LHC erstmals Ξb*-Baryonen nachgewiesen.
Im Rahmen der LHC-Protonenkollisionen am CERN ist es 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 Ξb* besteht aus einem up-, einem strange- und einem bottom-Quark (u-s-b), ist elektronisch neutral und hat einen Spin von 3/2. 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 u-s-b beobachtet worden.
Abb.: Die Spuren einer Teilchenkollision im CMS-Detektor zeigen Zerfallsprodukte eines Ξb*. (Bild: CERN)
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. Ξb* zerfällt jedoch in einer bekannten Kaskade von Zerfallsprodukten. Ernest Aguiló, Postdoc aus Amslers, identifizierte in den Messdaten Spuren der jeweiligen Zerfallsprodukte und konnte daraus eine Reihe rekonstruieren, an deren Ausgangspunkt ein Ξb*-Zerfall stand.
Die Berechnungen beruhen auf Daten von Protonenkollisionen mit einer Energie von 7 TeV, die zwischen April und November 2011 vom CMS-Detektor gesammelt wurden. Insgesamt konnten 21 Zerfälle eines Ξb*-Baryons entdeckt werden. Dies ist statistisch genügend signifikant, um eine Zufallsmessung auszuschließen. Die Entdeckung des neuen Teilchens bestätigt die Theorie, wie Quarks binden.
UZH / OD
