Glueball

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Glueball oder Gluonenball[1], auch Gluonium bezeichnet in der Teilchenphysik ein Teilchen, das nur aus zwei oder mehr Gluonen besteht. Glueballs sind bislang nicht nachgewiesen worden.

Grundlagen[Bearbeiten]

Gluonen vermitteln die starke Wechselwirkung und koppeln dabei an die Farbladung von Elementarteilchen. Dies ist analog zur elektromagnetischen Wechselwirkung, bei der Photonen an die elektrische Ladung koppeln. Ein gravierender Unterschied besteht nun darin, dass Gluonen selbst Farbladungen tragen und damit – im Gegensatz zu Photonen – untereinander direkt wechselwirken können. Daher könnte es Teilchen geben, die nur aus Gluonen zusammengesetzt sind.

Eigenschaften[Bearbeiten]

2-Gluon-Systeme
L S JPC
 0  0, 2 0++, 2++
1 1 0−+, 1−+, 2−+
2 0, 2 0++, 2++, 4++
3 1 2−+, 3−+, 4−+

Da Gluonen ganzzahligen Spin (s=1), keine elektrische Ladung und keine Flavours haben, müsste dies auch für Glueballs gelten. Sie wären damit ungeladene Mesonen ohne Flavour.

Bei Gluonenbällen aus zwei Gluonen koppeln deren Spins zu S=0, 1 oder 2. Aus Symmetriegründen kann S bei geradem Bahndrehimpuls L nur die Werte 0 und 2, bei ungeradem Bahndrehimpuls nur den Wert 1 annehmen.[2] Ungewöhnlich ist hier, dass bereits im Grundzustand (L=0) Mesonen mit Gesamtspin J=2 aufträten.

Bei Gluonenbällen aus drei und mehr Gluonen sind die Verhältnisse komplizierter.

Nachweis[Bearbeiten]

Bislang konnten Glueballs noch nicht zweifelsfrei nachgewiesen werden. Erschwert wird die Suche dadurch, dass quantenmechanische Mischungen aus Glueballs und „klassischen“ Mesonen mit gleichen Quantenzahlen möglich sind. Kandidaten für Glueballs könnten sein:

  • Mesonen mit „exotischen“ Quantenzahlen, die nicht für Quark-Antiquark-Zustände möglich sind, z.B. JPC = 1−+ und JPC = 3−+
  • „überzählige“ Mesonen, die nicht in die bekannten Multipletts passen.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1.  F.E.Close, P.R.Page: Gluonenbälle – Gebilde aus reiner Kernkraft. In: Spektrum der Wissenschaft. Nr. Jan, 1999, S. 48.
  2. Walter Taki: Search for Glueballs. 1996, abgerufen am 2. September 2014 (pdf, englisch).