Neoweb.nl

Proton en neutron hebben exotische familie

0 Members and 1 Guest are viewing this topic.

Offline D.Heusden

  • *****
  • 409
  • +28/-5
  • van nanotechnologie tot ruimtevaart
Proton en neutron hebben exotische familie
« on: October 27, 2006, 07:55:37 PM »
Proton en neutron hebben exotische familie

bron:volkskrant

AMSTERDAM - Amerikaanse fysici hebben in de Tevatron-deeltjesversneller bij Chicago twee soorten deeltjes ontdekt die exotische familie zijn van de protonen en neutronen waaruit atoomkernen zijn opgebouwd.

Dat is maandag in Illinois bekend gemaakt. De ontdekking geeft een beter beeld van de opbouw van de kleinste materiedeeltjes, die altijd bestaan uit drietallen van zogeheten quarks. In normale materie komen alleen up- en down-quarks voor: een proton bestaat uit het drietal up-up-down, een neutron uit down-down-up.

Behalve up en down, zijn er echter nog vier quarks bekend uit experimenten: top, bottom, charm en strange. Omdat deze exotische quarks veel zwaarder zijn dan de alledaagse up en down, zijn ze relatief zeldzaam en zijn samenstellingen ermee zeer instabiel. Het nieuw ontdekte deeltje, sigma-sub-b genaamd, bevat een bottom-quark.

In de gigantische ondergrondse Tevatron-ring van het Fermilab razen protonen en antiprotonen met bijna de lichtsnelheid op elkaar af. Als ze botsen komt er zoveel energie vrij dat daarbij heel af en toe een bottomquark kan ontstaan, dat zich direct met andere quarks bindt tot een echt deeltje. Dergelijke deeltjes zijn wel extreem instabiel en vallen in een fractie van een seconde alweer uit elkaar.

De vondst van sigma-sub-b komt op naam van de CDF-detector in Fermilab, een van de twee grote detectoren in het Amerikaanse laboratorium. Van het deeltje zijn meteen ook de twee varianten ontdekt, 104 positief geladen (uub) en 134 negatief geladen (ddb).

Om dergelijke aantallen exotische deeltjes te vinden produceerde de Tevatron de laatste vijf jaar 100 triljoen hoogenergetische botsingen, waarvan de energie en brokstukken moesten worden gemeten en geanalyseerd. In de natuur komen ze niet voor. Maar volgens de ontdekkers zijn de deeltjes in het vroege heelal veel alledaagser geweest, toen ook de exotische quarks nog volop aanwezig waren.

In theorie zijn er van deeltjes met een bottom-quark zes types mogelijk. Van de overige vier, die nog veel zwaarder moeten zijn, is het bestaan tot nog toe nooit experimenteel aangetoond. Eind vorige week presenteerde de CDF-groep in Fermilab de resultaten, die keurig in overeenstemming lijken met de quarktheorie van subatomaire deeltjes.

De Tevatron is, in afwachting van de nieuwe LHC-versneller die in Geneve in aanbouw is, momenteel de krachtigste deeltjesversneller ter wereld. Het Fermilab ontdekte in 1995 het zesde en laatste nog onbekende quark, top. Daarmee zijn alle bouwstenen van de materie experimenteel aangetoond. Sindsdien richten de experimenten zich op het aantonen en karakteriseren van alle deeltjes die eruit kunnen worden samengesteld.