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The charm and the beauty of LHC

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Auf der Suche nach flüchtigen Teilchen

Alles, von Galaxien bis zu Molekülen, besteht aus Kombinationen von Quarks und Leptonen. Allerdings konnten Quarks noch nie in natürlicher Umgebung beobachtet werden. Auf die Suche nach ihnen entdeckten Wissenschaftler einen Messfehler, der zukünftige Experimente leiten wird.

Klimawandel und Umwelt

Für diejenigen, die denken, dass Physik langweilig ist, ist eine Auffrischung nötig. Aus Sicht der Teilchenphysik ist das Universum so etwas wie die Geschichte von Alice im Wunderland. Einige Partikel tragen eine Farbladung statt einer elektrischen. Einige tragen Geschmackstoffe. Es gibt herkömmliche Partikel, aber auch diejenigen, die eine Kraft darstellen, wie etwa Gluonen als "Klebstoff" zwischen anderen Teilchen. Quarks wurden noch nie frei in der Natur beobachtet, lediglich in Hadronen, eingeschränkt von einem Gluonenfeld. EU-finanzierte Wissenschaftler wollten zwei Quarks messen und entwirren. Hierfür nutzte das Projekt HFQGP ("The charm and the beauty of LHC") den Schwerionen-Detektor ALICE im weltweit größten und leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger. Das Team erforschte Hadronen unter Bedingungen, mit denen ein Übergang zu einem Plasma aus freien Quarks und Gluonen (Quark-Gluon-Plasma) induziert werden sollte. Anfängliche Experimente untersuchten erstmals asymmetrische Proton-Blei (p-Pb)-Kollisionen, eine Art von Proton-Kern-Kollision als Referenz zur Entwirrung von Signaturen eines freigelassenen Heißmediums. Wie bei den vorangegangenen Pb-Pb- und p-p-Daten wurde eine Arbeitsgruppe eingerichtet, um das offizielle Versuchsprotokoll zu erstellen und die ersten Analysen der p-Pb-Daten durchzuführen. Einer der beiden Koordinatoren für die Verwaltung der Ereignisbeschreibung kam aus dem Kreis der HFQGP-Wissenschaftler. Angesichts der asymmetrischen Natur der p-Pb-Kollisionen im Vergleich zu p-p- oder Pb-Pb-Kollisionen wurde besonders Wert auf die zentrale Festlegung im Zusammenhang mit dem Wechselwirkungsbereich während der Kollision gelegt. Dies ermöglichte Blicke auf einzigartige Phänomene und eine Tendenz in der Messung abhängig von der Wahl Ereignisprobe. Die Bedeutung der Arbeit wurde durch jüngste Sonderveranstaltungen auf wichtigen Konferenzen zu diesem Thema deutlich. Obwohl Anzeichen für ihre freie Existenz in Experimenten beobachtet wurden, bleibt das Aufspüren von freien Quarks der Heilige Gral in der Teilchenphysik. Die Verbesserung der experimentellen Protokolle durch die HFQGP-Ergebnisse, um Messfehler zu reduzieren, rückt diesen Gral in greifbare Nähe.

Schlüsselbegriffe

flüchtige Teilchen, Quarks, Teilchenphysik, Gluonen, Hadronen, ALICE, Teilchenbeschleuniger, freie Quarks, Quark-Gluon-Plasma, Protonen-Blei, p-Pb, Proton-Kern-Kollision

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