Physiker sind einem exotischen Teilchen nur aus Gluonen auf der Spur. Ein in Teilchenbeschleunigern entdecktes Zerfallsmuster könnte demnach von einem solchen „Glueball“ stammen. Die Existenz dieser nur aus den Kraftteilchen der starken Kernkraft bestehenden Gebilde wird seit Jahrzehnten vermutet, nachweisen ließen sich diese „Glueballs“ jedoch bisher nicht. Einer der möglichen Kandidaten erscheint nun in neuem Licht.
Gluonen gelten als die Vermittlerteilchen der starken Kernkraft, sie halten beispielsweise in Protonen und Neutronen die Quarks zusammen: „In der Elementarteilchenphysik wird jede Kraft durch ein bestimmtes Kraftteilchen vermittelt und das Kraftteilchen der starken Kernkraft ist das sogenannte Gluon“, erklärt Anton Rebhan von der TU Wien. Zu anderen Kraftteilchen wie den Photonen gibt es jedoch einen entscheidenden Unterschied: Im Gegensatz zu den Trägerteilchen des Elektromagnetismus „spüren“ die Gluonen von ihnen übertragene Kraft selbst.
Teilchen nur aus Gluonen?
Das aber bedeutet, dass es theoretisch auch Teilchen geben könnte, die nur aus Gluonen bestehen – sie ziehen sich einfach gegenseitig an. Tatsächlich spekulierte der Quarks-Entdecker Murray Gell-Mann schon 1972, dass es einen solchen Bindungszustand aus reinen Gluonen geben könnte. Eindeutig nachgewiesen werden konnten solche „Gluebälle“ jedoch bisher nicht. Diese Teilchen wären ungeladen und hätten einen ganzzahligen Spin.
Das Problem: Für einen direkten Nachweis sind Gluebälle zu kurzlebig, sie lassen sich daher nur über ihre Zerfallsprodukte identifizieren – und das ist nicht einfach. „Leider sind die Zerfallsmuster der Gluebälle nicht rigoros berechenbar“, erklärt Rebhan. In Teilchenbeschleunigern wurden sogar schon zwei vielversprechende Kandidaten für Gluebälle gefunden, die Teilchen f0(1500) und f0(1710). Doch könnte sich auch um „normale“ Mesonen aus Quarks und deren Antiteilchen handeln.
