Atomkerne, die seltsame Quarks enthalten

Hier rasen die Protonen: ein Teil des Hauptrings am japanischen J-Parc-Teilchenbeschleuniger.
Hier rasen die Protonen: ein Teil des Hauptrings am japanischen J-Parc-Teilchenbeschleuniger.(c) J-Parc
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Am japanischen Teilchenbeschleunigerzentrum J-Parc gelang es, für sehr kurze Zeit Atomkerne zu erzeugen, die nicht nur aus Protonen und Neutronen bestehen. Physiker der ÖAW waren dabei.

Eine „neue Materieform" hätten Physiker erzeugt, verlautbarte die Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW) kürzlich. Das mag übertrieben klingen, hat aber seine Berechtigung. Denn so gut wie alle Materie um uns herum besteht aus Atomen, also aus Elektronen und Atomkernen. Diese wiederum setzen sich aus Protonen und Neutronen zusammen.

Seit 1964 sieht man auch diese Teilchen als zusammengesetzt an: aus Quarks, die durch die sogenannte starke Kraft zusammengehalten werden. Proton und Neutron sind aber nur die prominentesten – und bei Weitem langlebigsten – Vertreter eines wahren Zoos von Hadronen, so nennt man Teilchen, die aus Quarks bestehen. Manche – wie eben Proton und Neutron – aus je drei Quarks, andere aus zwei (genau genommen aus einem Quark und einem Antiquark). Eine andere Gruppe von Hadronen nennt man Mesonen, sie sind ungefähr halb so schwer wie ein Proton. Wobei sich bei allen Hadronen der größte Teil ihrer Masse nicht aus den Quarks rekrutiert, sondern aus der Energie der starken Kraft – die ihrem Namen gerecht wird: Sie ist sehr stark, wirkt allerdings nur auf kürzeste Distanzen. Und sie ist viel schwieriger zu berechnen als die elektromagnetische Kraft. Genau darum können Experimente immer wieder Überraschungen bringen.

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