Wissenschaftler untersuchen Teilchenwechselwirkungen auf der bislang kleinsten Skala

Wissenschaftler haben Teilchenwechselwirkungen auf einer Skala nachgewiesen, die etwa 100 Milliarden Mal kleiner ist als ein Atom. Die Entdeckung könnte Forschenden dabei helfen, Ideen über Dunkle Materie und die grundlegenden Abläufe im Universum zu überprüfen.

Das Ergebnis stammt aus einem Experiment am Large Hadron Collider, bei dem Teilchen mit hoher Energie aufeinanderprallen. Die Forschenden untersuchten die dabei entstehenden Teilchen, darunter kurzlebige Beauty-Quarks, die nach etwa 1,5 Billionstel Sekunden in andere Teilchen zerfallen.

Das von Cambridge geleitete Team beobachtete, wie die Quarks auf einer Skala von einem Milliardstel eines Billionstels eines Meters wechselwirkten. Einige Theorien legen nahe, dass Dunkle Materie auf derart winzigen Abständen einen größeren Einfluss auf Teilchen haben könnte. Das Experiment hat Dunkle Materie selbst jedoch nicht nachgewiesen.

„Wir klopfen an die Tür dieses Zeptoversums“, sagte Dr. Harry Cliff von der Universität Cambridge, der die Analyse leitete, der BBC. Er sagte, es seien weitere Daten nötig, um zu untersuchen, ob neue Teilchen gefunden werden könnten.

Das Ergebnis kommt zu einem Zeitpunkt, an dem die internationale Zusammenarbeit ein Upgrade des LHCb-Detektors für 150 Millionen Pfund plant, das die Häufigkeit der betreffenden Teilchenzerfälle verzehnfachen würde. Die britische Forschungs- und Innovationsagentur hat ihren Finanzierungsanteil für das Upgrade im Rahmen von Kürzungen bei mehreren Projekten aus Teilchenphysik und Astronomie zurückgezogen.

Prof. Tim Gershon, der die LHCb-Kollaboration leitet, sagte der BBC, die vollständige Beteiligung des Vereinigten Königreichs an der Forschung sei fraglich. UKRI erklärte, es bleibe ein voll engagiertes Mitglied des CERN und dessen zweitgrößter Geldgeber und trage etwa 175 Millionen Pfund pro Jahr bei. Die Agentur sagte, sie habe sich für andere Infrastrukturprojekte entschieden, nachdem mehr Förderanträge eingegangen seien, als sie unterstützen könne.