Forschende, die Daten des Large Hadron Collider auswerten, sagen, sie hätten Wechselwirkungen von Beauty-Quarks bei einem Milliardstel eines Billionstel Meters nachgewiesen – ein Schritt, der bei der Suche nach Dunkler Materie helfen könnte, berichtet BBC News.
Wissenschaftler haben laut BBC News Signale aus der kleinsten bislang erforschten Größenordnung der Natur aufgefangen. Die Analyse, geleitet von Forschenden der Universität Cambridge, nutzte Daten des LHCb-Experiments am Large Hadron Collider des Cern an der schweizerisch-französischen Grenze. Bei den Kollisionen entsteht ein subatomares Teilchen, das Beauty-Quark; es ist instabil und existiert nur etwa anderthalb Billionstel einer Sekunde, bevor es zerfällt. Trotz dieser kurzen Lebensdauer wies das Team nach, dass es bei einer Größenordnung von einem Milliardstel eines Billionstel Meters mit anderen winzigen Teilchen wechselwirkt – laut BBC 100 Milliarden Mal kleiner als ein Atom. Manche Physiker nennen diesen Bereich das „Zeptoversum“. Dr. Harry Cliff, der die Datenanalyse leitete, sagte: „Wir klopfen an die Tür dieses Zeptoversums.“
Das Ergebnis ist wichtig, weil es zu einer vollständigeren Theorie darüber beitragen könnte, wie das Universum funktioniert. Dunkle Materie macht einen großen Teil des Kosmos aus, und doch tun sich Forschende schwer, sie nachzuweisen; ihre Existenz wird nur aus ihrer Gravitationswirkung auf gewöhnliche Materie erschlossen. Einige Theorien legen nahe, dass Teilchen auf diesen winzigen Skalen empfindlicher auf Dunkle Materie reagieren, was die Wechselwirkung und den Zerfall von Quarks beeinflussen könnte; Aktivität in diesem Bereich könnte daher indirekte Hinweise liefern. Cliff sagte, die Arbeit verschaffe einen Logenplatz für das Verhalten möglicher neuer Teilchen, doch um herauszufinden, was dort wartet, brauche es mehr Daten. Die 28 an der LHCb-Kollaboration beteiligten Länder haben ein Upgrade des Detektors für 150 Millionen Pfund beschlossen, das die Häufigkeit solcher Zerfälle verzehnfachen würde.
Die Entdeckung fällt in eine Zeit britischer Mittelkürzungen. Laut BBC zog die Förderagentur UK Research and Innovation im vergangenen Jahr ihren Anteil an den Mitteln für das Upgrade zurück und kündigte später Kürzungen bei weiteren Projekten der Teilchenphysik und Astronomie an, darunter Jodrell Banks Lovell-Teleskop – trotz eines insgesamt rekordhohen Wissenschaftsbudgets. Prof. Tim Gershon, der die LHCb-Kollaboration leitet, sagte der BBC, die volle Beteiligung Großbritanniens sei nun fraglich; das Land riskiere, bedeutende Entdeckungen und die Ausbildung junger Forschender zu verpassen. Prof. Brian Cox, der nicht zum Team gehört, nannte das Ergebnis wichtig und kritisierte die Entscheidung. Die Nachwuchsforscherin Dr. Mary Richardson-Slipper erwägt Stellen im Ausland. UKRI teilte der BBC mit, man bleibe als zweitgrößter Geldgeber des Cern mit rund 175 Millionen Pfund jährlich voll engagiert.
