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LHCb: Die Schönheit der Antimaterie

Dem „beauty“-Quark auf der Spur

Das Experiment „LHC beauty“ ist vor allem der Erforschung des Antimaterie-Rätsels gewidmet. Die in seinem Detektor aufgezeichneten Teilchenspuren sollen die winzigen Unterschiede enthüllen, die die Materieteilchen möglicherweise von ihren korrespondierenden Antiteilchen unterscheiden. Diese so genannte Symmetrieverletzung könnte erklären, warum sich das Universum nicht schon beim Entstehen wieder selbst vernichtete, indem Antimaterie und Materie sich gegenseitig auslöschten.

Blick auf den LHCb-Detektor während des Baus. Er ist nicht zylinderförmig wie die anderen Großdetektoren, sondern eher kastig. © CERN

Eine Schlüsselrolle in dieser Frage nimmt das „Beauty“- oder „Bottom“-Quark ein. Dieses zu den schweren Quarks gehörende Elementarteilchen wurde erst 1977 in Teilchenbeschleuniger-Experimenten entdeckt. Kombiniert man dieses Teilchen oder sein entsprechendes Antiteilchen mit einer anderen Quark-Form, dem Down-Quark, entstehen so genannte B-Mesonen. Der Vergleich von B-Mesonen aus einem Bottom-Quark und einem Anti-Down-Quark und B-Mesonen aus einem Anti-Bottom-Quark und einem Down-Quark gelten als Modellsystem für die Untersuchung von Symmetrieverletzungen.

Im Gegensatz zu den anderen Experimenten umgeben die Detektoren beim LHCb den Kollisionspunkt nicht schalenförmig, sondern sind hintereinander geschaltet. Da die hier gesuchten Paare von Bottom- und Anti-Bottom-Quarks nach einem Protonen-Zusammenstoß nahe am Strahlengang vorwärts fliegen, geben die auf 20 Metern Länge gestaffelten Subdetektoren hier die größte Effizienz und Genauigkeit.

LHCb in Zahlen

  • Abmessungen: Höhe zehn Meter, Breite 13 Meter, Länge 21 Meter
  • Gewicht : 5.600 Tonnen
  • Form: vorwärts gerichtetes Spektrometer mit planaren Detektoren
  • Lage: nahe dem Ort Ferney-Voltaire in Frankreich
  • Beteiligt am Experiment sind rund 650 Wissenschaftler von 48 Institutionen aus 13 Ländern
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Stand: 05.09.2008

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

LHC: Ein Riese erwacht
Startschuss für den größten Teilchenbeschleuniger der Welt

Fakten und Rekorde
Das Wichtigste zum LHC in Kürze

Ein Teilchenbeschleuniger als Superstar
Was macht den LHC Besonders?

Protonen im Schleudergang
Wie funktioniert der LHC?

Gottesteilchen und Dunkle Materie
Wozu das LHC?

Urknall, Antimaterie und Extradimensionen
Weitere Grundfragen für das LHC

Ring frei für den Weltuntergang?
Der LHC und die Sicherheit

ATLAS: das „Gottesteilchen-Experiment“
Der Detektor für das Higgs-Boson

CMS: Riesenmagnet auf Myonsuche
Myonen als Indizien für das Higgs-Boson

ALICE: zurück zum Urknall
Blick ins Quark-Gluon-Plasma

LHCb: Die Schönheit der Antimaterie
Dem „beauty“-Quark auf der Spur

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