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Exotische Materie Vortrag von Bernhard Roth Ruhr-Universität Bochum 5.12.2006.

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Präsentation zum Thema: "Exotische Materie Vortrag von Bernhard Roth Ruhr-Universität Bochum 5.12.2006."—  Präsentation transkript:

1 Exotische Materie Vortrag von Bernhard Roth Ruhr-Universität Bochum

2 Exotische Materie

3

4 Wirkung auf Quarks Trägerteilchen: Gluonen Farbladung Farbneutralität Besonderheit: Gluonen tragen selbst Ladung QCD qq q q q rot gelb qq rot q q

5 QED vs. QCD Gluonen: tragen Farbladung Starke WW keine WW Photonen: Keine elektromagnetische Ladung

6 QED vs. QCD qq q q Selbst-WW -> Flux-Tube (Schlauch) V 1/r ~ V r ~ Nameelektromagnetische Kraftstarke Kraft wirkt aufElektrische LadungFarbladung übertragende Teilchen PhotonGluon teilnehmende Teilchen Teilchen mit LadungQuarks, Gluonen für r

7 QCD q q q q

8 Exotische Materie Mit QCD verträgliche Konfigurationen

9 Multiquarkzustände Hadronen aus mehr als 3 Quarks z.B. Pentaquarks Quarkmolekül (z. B. f 0 (980) – KK ?) qq q q Mesonium q q

10 Hybridmesonen Mesonen Zusätzlicher angeregter gluonischer Freiheitsgrad höhere Masse veränderte Quantenzahl Baryon (qqq) Hybrid (qqg) q q

11 Gluonenbälle Meson (qq) Gebilde aus reiner Kernkraft ohne Quarks Zerfall ist flavour-blind Zerfall nur über starke WW exotische Quantenzahlen möglich: Glueball (gg)

12 Gluonenbälle

13 Spektrum Drehimpuls Parität C-Parität

14 Skalares Mesonnonetts S IZIZ 1 1 Nonett noch nicht vollständig Suche nach fehlenden Teilchen Überbesetzung des skalaren Mesonnonetts Mischzustände mit skalaren Mesonen mit Isoskalar Isovektor

15 pp-Reaktionen Reaktion: pp π 0 π 0 π 0 pp f 0 (1500) π 0 (Crystal Barrel/LEAR) f 0 (1500) 2 π, 4 π, ηη, ηη, KK f 0 (1500) γγ M = (1507 ± 5) MeV/c 2 Γ = (109 ± 7) MeV/c 2 J PC = 0 ++ f 0 (1500) n = m2(π1π2)m2(π1π2) m2(π1π3)m2(π1π3)

16 f 0 (1500) exotisch? Überzählig im Skalaren Mesonnonett Relativ schmal lange Lebensdauer Passt nicht in Nonett: Zerfallskanäle mit u, d und s-Quarks Masse und Quantenzahlen vorhergesagt für Grundzustand des Glueballs

17 Exotisch? pp f 0 (1500)… Gluonenreicher Prozess beliebige Quantenzahlen e - e + - Prozess J P =1 - keine Gluonen beteiligt Kopplung an Ladung keine Kopplung an Gluonen γ γ g g

18 Anti-Glueball Filter e - e + -Prozess kein f 0 (1500)

19 Suche nach Glueballs Systematische Suche bisher am CERN (LEAR) bis 2000 Geplante Fortsetzung: PANDA/FAIR in Darmstadt ab ca FAIR/HESR

20 FAIR Facility for Antiproton and Ion Research Plasmaphysik Atomphysik PANDA vorhandene GSI Institute HESR Isotopen Strahlen SIS100 SIS300

21 HESR Hohe Strahlintensität Hohe Ereignisrate dank festem Target Brillante Strahlqualität FAIR: Parallelbetrieb 1m

22 Quellen Prof. U. Wiedner: How to study QCD? Or Physics with PANDA, Vorlesung vom Prof. H. Koch: Exotische Hadronen, Kolloquium UNI Tübingen, F. E. Close: Gluonenbälle – Gebilde aus reiner Kernkraft, Spektrum der Wissenschaft, F. E. Close: Glueballs and hybrids: new states of matter, Contemporary Physics, 1997, volume 38,1 W.-M.Yao et al. (Particle Data Group), J. Phys. G 33, 1 (2006) Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH, Darmstadt

23 GSI

24 Warum nicht früher? 100 Ereignisse 1000 Ereignisse Ereignisse Ereignisse


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