Exotischer Effekt: Gängiger Theorie nach dürften Paare aus zwei Omega-Baryonen – Teilchen aus je drei schweren Quarks – nur schwach aneinander gebunden sein. Doch Simulationen legen nun nahe, dass dies für eines dieser exotischen Doppelteilchen nicht gilt: Baryonen-Paare mit je drei Bottom-Quarks besitzen eine weit höhere Bindungsenergie als erwartet. Das wirft ein neues Licht auf die Wirkung der starken Kernkraft in solchen Kombi-Teilchen und auch auf die Natur der exotischen Hexaquarks.
Alle Atomkerne bestehen aus Baryonen –Teilchen aus je drei Quarks, wie beispielsweise die Kernbausteine Proton und Neutron. Die Wechselwirkungen solcher Baryonen zu verstehen, ist daher von fundamentaler Bedeutung für die Teilchenphysik, das Verständnis der starken Kernkraft, aber auch die Kosmologie. Die einfachste Möglichkeit, diese Interaktionen zu erforschen, bieten Dibaryonen – Paare aus jeweils zwei solcher Quark-Dreierkombinationen.
Wechselwirkungen der Baryonen auf der Spur
Das Problem jedoch: Das einzige stabile Dibaryon ist das Deuteron – der Kern des schweren Wasserstoff-Isotops Deuterium mit einem Proton und einem Neutron. „Basierend auf der Theorie der starken Kernkraft müsste es in der Natur aber noch mehr Dibaryonen geben, vor allem solche aus schweren Quarks und Strange-Quarks“, erklären Nilmani Mathur vom Tata Institut für Grundlagenforschung in Mumbai und seine Kollegen.
Weil diese schweren Dibaryonen aber nur Sekundenbruchteile lang existieren, lassen sie sich bisher nicht experimentell untersuchen. Physiker versuchen ihren Merkmalen daher über Simulationen im Rahmen der sogenannten Gittereichtheorien auf die Spur zu kommen. Dabei wird auf Basis der Quantenchromodynamik in Supercomputern nachvollzogen, wie die Baryonen auf Quantenfeldebene miteinander interagieren.
