Der Kleber, der Materie zusammenhält

Mit erstaunlichen Phänomenen der Teilchenphysik befasst sich Prof. Dr. Ulrich Wiedner von der Ruhr-Universität Bochum, unter anderem mit der Frage, wie Masse entsteht. Dabei interessiert er sich besonders für die sogenannten Gluonen. Diese Teilchen sind die Träger der starken Wechselwirkung, sozusagen der Kleber im Inneren der Materie. Atomkerne bestehen aus positiv geladenen Protonen und ungeladenen Neutronen. Diese wiederum sind aus kleineren Teilchen zusammengesetzt, den Quarks. Die Gluonen sorgen dafür, dass die Quarks zusammenhalten. Dabei entstehen einige merkwürdige Phänomene. Drei Quarks bilden zusammen ein Proton. Aber die Masse des Protons ist rund zehnmal schwerer als die Masse der drei Quarks zusammengenommen. Wie entsteht diese zusätzliche Masse? Möglicherweise aus der starken Wechselwirkung, in der sehr viel Energie steckt.

Gluonen können der Theorie nach auch Zusammenschlüsse bilden, so genannte Gluebälle. Diese würden nur aus der starken Wechselwirkung bestehen; sie nachweisen zu können, wäre ein Traum der Forschenden. Obwohl in Teilchenbeschleunigern bereits nicht vorhersehbare Teilchen, möglicherweise Gluebälle, nachgewiesen werden konnten, steht ein endgültiger Beweis noch aus. Eine Software für die Auswertung der komplexen Daten soll die Messdaten aus Experimenten mit theoretischen Vorhersagen vergleichen. Und Experimente in einem neuen Teilchenbeschleuniger sollen helfen, Gluebälle endgültig nachzuweisen und zweifelsfrei zu identifizieren. Dann werden wir vielleicht wissen, was Materie zusammenhält und warum der Boden unter unseren Füßen fest ist.