ASTROPHYSIK: Dunkle Materie und neue Teilchen

Atomkerne bestehen aus Neutronen und Protonen – und diese wiederum aus jeweils drei Quarks. Die Quantenchromodynamik beschreibt, welche Kräfte diese Quarks zusammenhalten. Dabei tritt allerdings ein Problem auf: Die elektrischen Ladungen der Quarks können sich innerhalb eines Neutrons eigentlich nicht vollständig neutralisieren, es sei denn, es gibt ein weiteres Teilchen – das „Axion“ – nach dem die Physiker seit Jahren vergeblich suchen.

Auch die Theorie der Supersymmetrie sagt die Existenz weiterer Elementarteilchen voraus. Mit der Supersymmetrie versuchen die Physiker, alle Naturkräfte mit einer einheitlichen Theorie zu vereinigen. Dabei erhalten alle bekannten Elementarteilchen

„supersymmetrische“ Partner: Zu jedem Quark gesellt sich ein „Squark“, zum Photon ein „Photino“ und zum Neutrino ein „Neutralino“. Die Suche nach solchen supersymmetrischen Teilchen ist eines der Hauptziele des neuen großen Beschleunigers, des „Large Hadron Colliders“, der derzeit am Forschungszentrum Cern in der Schweiz gebaut wird. Im kommenden Jahr soll der Betrieb aufgenommen werden. kay