So ein Pentaquark!

Eigentlich war es eher Zufall. Die Physiker am Forschungszentrum CERN bei Genf suchten nicht gezielt nach dem Pentaquark. In ihrem Megabeschleuniger, dem Large Hadron Collider, ließen sie - wie gewöhnlich - Protonen fast in Lichtgeschwindigkeit aufeinander knallen. Was da passiert und welche Teilchen dabei entstehen, zeichnen hochpräzise Detektoren ununterbrochen auf. Irgendwann gab es dabei außergewöhnliche Signale. Über ein Ausschlussverfahren - heißt es - sei man zu dem Schluss gekommen, es müsse sich um ein Pentaquark handeln.

Ihre Entdeckung hielten die CERN-Forscher zunächst zurück, bis sie nach gründlichen Analysen ganz sicher waren. Denn schon seit den sechziger Jahren jagen Physiker diesem Teilchen, das bislang nur theoretisch bekannt war, hinterher. Und mehrmals verkündeten Forscherteams, das Pentaquark endlich nachgewiesen zu haben - doch jedes Mal wurden ihre Ergebnisse widerlegt oder widerrufen. So etwas macht unglaubwürdig. Auch wenn es sich nur um ein winziges Teilchen dreht, das, kaum dass es entstanden ist, auch schon wieder zerfällt.

Was ist denn nun ein Pentaquark?

Um das einigermaßen zu verstehen, muss man einen Schritt zurück gehen: Die sichtbare Materie, egal was - Menschen, Tiere, Pflanzen - besteht aus unterschiedlichen Materieteilchen, die sich alle miteinander aus nur wenigen Elementarteilchen - wie Quarks oder Leptonen - zusammensetzen.

Daneben gibt es Teilchen, die sehr kurzlebig sind und schnell wieder zerfallen. Diese Teilchen kommen hier auf der Erde durch kosmische Strahlung an oder sie können künstlich und nur für kurze Zeit in einem Teilchenbeschleuniger erzeugt werden. Genau das ist jetzt am CERN passiert. Im Teilchenbeschleuniger prallten Protonen aufeinander, dabei entstand das Pentaquark. Ein flüchtiges Ding, bestehend aus fünf Quarks auf einem Haufen - oder genauer gesagt: vier Quarks und einem Antiquark. Wie genau die fünf Quarks angeordnet sind, ist noch unklar.

Ein Meilenstein?

Nicht wirklich. Aber endlich der Beweis, dass es den Exoten tatsächlich gibt. Bislang sagten Physiker dieses Teilchen nur theoretisch vorher. Nachweisen konnte es keines der vielen Forscherteams, die sich zum Teil schon sehr lange mit dem Pentaquark beschäftigen und eher frustrierende Erfahrungen machten. Erst im weltweit größten Teilchenbeschleuniger LHC gelang es, das Pentaquark aufzuspüren. Ein weiterer Erfolg für das CERN, nach der Entdeckung des Higgs-Teilchens 2012, der teure Teilchenbeschleuniger lohnt sich also. Außerdem ist das Pentaquark ein weiteres Puzzelstück in der Teilchenforschung und bei der Erforschung unseres Universums.