Können wir die Partikelanregungen verstehen, die starke Kraft ermöglicht wird?
Das umfassendste Modell der Teilchenphysik, das von der wissenschaftlichen Gemeinschaft weit akzeptiert wird, ist das sogenannte Standardmodell. Es umfasst 12 Materieteilchen und vier Kraft-Partikeln, die deren Wechselwirkungen regieren. Dieser Theorie zufolge "klebt" die starke Kraft (durch das Gluon) Quarks zu den vertrauten Protonen und Neutronen sowie zu anderen Teilchen, den Mesonen, zusammen. Der größte Teil der Masse im Universum ergibt sich aus der Energie der Teilchen, die durch die starke Kraft in einer Wechselwirkung stehen. Das Verständnis der starken Kraft ist somit von grundlegender Bedeutung, um die Welt um uns herum auf allen Skalen zu erklären. EU-finanzierte Wissenschaftler entwickelten neue theoretische Berechnungen und verglichen sie gegen experimentelle Ergebnisse im Rahmen des Projekts "Excited charmonium spectroscopy from lattice QCD" (LQCDMESONSPEC). Der Testfall war ein Meson, das sogenannte Charmonium, das aus einem Charme-Quark-Antiquark-Paar besteht. Während des letzten Jahrzehnts, war es schwierig gewesen, umfangreiche und spannende Entdeckungen in Bezug auf die Spektren von Charmonium mit Standardtechniken zu erklären. LQCDMESONSPEC hat neue Methoden erfolgreich ausgebaut, indem es leistungsstarke Computer für die Erkundung der Spektroskopie von Mesonen nutzte. Von besonderer Bedeutung war die theoretische Untersuchung von Meson-Anregungen, auch von jenen, die neu beobachtet wurden. Wissenschaftler entwickelten zwingende Beschreibungen, die die Präsenz von Hybrid-Mesonen unterstützen. Hier binden Gluonen nicht nur Quarks zusammen sondern sind auch ein Bestandteil, der mit den anderen Materieteilchen auf Augenhöhe steht. Diese bahnbrechenden neuen Erkenntnisse könnten zu den Beschreibungen des Standardmodells erweitern. Die Arbeit hat in der wissenschaftlichen Gemeinschaft große Aufmerksamkeit erregt und zahlreiche Einladungen erhalten, um die Ergebnisse auf internationalen Konferenzen zu präsentieren. LQCDMESONSPEC hat den Grundstein für weitere Untersuchungen gelegt, die zu einem tieferen Verständnis des fundamentalen Verhaltens der Materie im der subnuklearen Maßstab beitragen wird.
Schlüsselbegriffe
Teilchenphysik, starke Kraft, Gluonen, Quarks, Mesonen, Charmonium, Antiquark, Spektren, Hybrid Mesonen
