11.10.12 17:15
Charmonium-Spektroskopie von BaBar zu PANDA
M. Fritsch
1974 wurde von den heute bekannten sechs Quarks das vierte, das sog. Charm-Quark, entdeckt und im Anschluss wurden in schneller Folge alle Grundzustände nachgewiesen, die mit Charm-Quarks gebildet werden können. Danach vergingen über 20 Jahre ohne überraschende Entdeckungen im Bereich der sog. Charm- und Charmonium-Spektroskopie. Die Spektroskopie dieser Zustände hat den Vorteil, dass sich die Anregungszustände in einem Übergangsbereich befinden, in dem die Physik, die mit störungstheoretischen (perturbativen) Ansätzen beschrieben werden kann, gleichermaßen relevant ist wie der Teil der Physik, der bisher nur über Modelle zugänglich ist (nicht-perturbativer Anteil des Potentials). Die effektiven Freiheitsgrade dieser Vielkörpermodelle gilt es zu ermitteln und quantitativ zu verstehen, um das Potential zwischen den Quarks im nicht-perturbativen Bereich zu bestimmen.
Erst in den letzten Jahren wurden mit den neuen experimentellen Möglichkeiten z.B. mit dem BaBar-Experiment zahlreiche neue Teilchen (bekannt als X,Y,Z and D_sJ) entdeckt, die nicht in das bekannte Bild passen. Ein entscheidender Nachteil aller bisher vorliegenden Messungen ist, dass sowohl die Statistik als auch die Auflösung bzw. Präzision nicht ausreichen, um die Teilchen vollständig zu charakterisieren, d.h. ihre Massen, Lebensdauern und ihre Quantenzahlen zu bestimmen. Das PANDA-Experiment mit dem Beschleuniger HESR, das im Rahmen des FAIR-Projekts in Darmstadt geplant ist, hat die Charm- und Charmonium-Spektroskopie ins Zentrum seiner Aktivitäten gesetzt und wird nie dagewesene, exzellente Bedingungen für die Charakterisierung bereits bekannter Zustände und die Suche nach bisher unentdeckten Teilchen bieten.