100 Mrd. Mal kleiner als ein Atom:
Forscher dringen ins Zeptoverse vor

Physiker sind in die bisher wohl kleinsten Strukturen überhaupt vorgedrungen. Am Teilchenbeschleuniger LHC empfing man jetzt Signale aus dem sogenannten "Zeptoverse", in dem Teilchen existieren, die 100 Milliarden Mal kleiner als ein Atom sind.

Der LHC liefert erneut

Die Untersuchung wurde von Wissenschaftlern der Universität Cambridge geleitet. Grundlage waren Daten aus Experimenten am Large Hadron Collider (LHC), der Teilchen mit enormer Energie aufeinanderprallen lässt, um ihre Bestandteile und deren Verhalten zu untersuchen. Dabei entstehen zahlreiche kurzlebige subatomare Teilchen, deren Zerfallsprodukte Rückschlüsse auf fundamentale physikalische Prozesse erlauben.

Im Mittelpunkt der Analyse stand das sogenannte Beauty-Quark. Dieses Elementarteilchen existiert lediglich etwa eineinhalb Billionstel Sekunden, bevor es in andere Teilchen zerfällt. Dennoch gelang es den Forschern, Wechselwirkungen des Quarks mit anderen Teilchen auf einer Skala von einem Milliardstel Billionstel Meter nachzuweisen. Diese Größenordnung entspricht dem Zeptoverse, das rund 100 Milliarden Mal kleiner ist als ein Atom.


Die Ergebnisse könnten insbesondere bei der Suche nach Dunkler Materie von Bedeutung sein. Diese macht einen erheblichen Anteil des Universums aus, lässt sich bislang aber nicht direkt beobachten. Ihre Existenz wird vor allem anhand ihrer gravitativen Wirkung auf gewöhnliche Materie erschlossen. Theoretische Modelle legen nahe, dass Teilchen auf extrem kleinen Skalen besonders empfindlich auf Einflüsse Dunkler Materie reagieren könnten. Veränderungen bei den Wechselwirkungen und Zerfällen von Quarks könnten deshalb Hinweise auf bislang unbekannte Teilchen liefern.

Mehr Messungen

"Wir klopfen an die Tür des Zeptoversums", sagte der Cambridge-Physiker Harry Cliff, der die Datenauswertung leitete. Nun gehe es darum, diesen Bereich genauer zu erforschen und nach neuen Teilchen zu suchen. Dafür seien allerdings deutlich mehr Messdaten erforderlich.

Eine geplante Erweiterung des LHC-Experiments LHCb könnte die Zahl beobachteter Zerfälle verzehnfachen. Die beteiligten 28 Länder hatten dafür eine Investition von rund 180 Millionen Euro vereinbart. Großbritannien zog allerdings seine Finanzierungszusage zurück, wodurch es zu Umplanungen kam. Insbesondere die Forscher, die an der Zeptoverse-Entdeckung arbeiteten, fürchten daher um ihre weitere Beteiligung an den kommenden Experimenten.

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