Subatomare Teilchen als Sonde genutzt
29. März 2017
Heidelberger Physiker testen Eigenschaften des Quark-Gluon Plasmas
Foto: John Vogel / CC BY-SA 3.0
Im frühen Universum gab es unmittelbar nach dem Urknall ein heißes Plasma aus Quarks und Trägerteilchen der starken Wechselwirkung, den sogenannten Gluonen. Dieses Quark-Gluon Plasma bestand nur etwa zehn Mikrosekunden, bis ein Phasenübergang stattfand. Dabei bildeten sich die Hadronen, aus denen unsere Welt heute besteht. Wissenschaftler der Universität Heidelberg haben nun ein theoretisches Modell entwickelt, mit dem sich die Eigenschaften dieses Plasmas in Laborexperimenten untersuchen lassen. Damit sind unter anderem Rückschlüsse auf die Plasma-Temperatur möglich. Veröffentlicht wurden die Forschungsergebnisse von Prof. Dr. Georg Wolschin und seinem Team in der Fachzeitschrift „Physical Review“.
Die Wissenschaftler des Instituts für Theoretische Physik stützen sich dabei auf Experimente an Teilchenbeschleunigern – insbesondere dem Large Hadron Collider (LHC) am europäischen Forschungszentrum CERN in Genf. Hier werden Teilchen mit großer Geschwindigkeit und hoher Bewegungsenergie aufeinander geschossen. „In Kollisionen zwischen schweren Ionen wie Blei kann dort für eine sehr kurze Zeit ein Quark-Gluon-Plasma erzeugt werden“, erläutert Prof. Wolschin. Um die Eigenschaften dieses Plasmas zu untersuchen, werden insbesondere schwere Mesonen genutzt. Dabei handelt es sich um subatomare Teilchen, die instabil sind. Nach den Worten des Heidelberger Wissenschaftlers eignen sich für die Untersuchungen vor allem die sogenannten Quarkonia. „Wir haben sie daher auch für unsere Modellbildung ausgewählt. Damit konnten wir zeigen, dass diese Art von Mesonen als empfindliche Sonde für die Erforschung der Plasma-Eigenschaften eingesetzt werden können“, so der Heidelberger Physiker.
