Der Teilchenbeschleuniger am CERN in Genf liefert erneut eine spektakuläre Entdeckung: Forschende haben ein neues, extrem kurzlebiges Teilchen nachgewiesen: ein sogenanntes doppelt charmhaltiges Baryon mit der Bezeichnung Ξcc⁺ (gesprochen: Xi-cc-plus).

"Schwerer Bruder" des Protons entdeckt

Das neu entdeckte Teilchen besteht aus drei Quarks – genau wie ein Proton. Der entscheidende Unterschied: Statt zwei leichter Up-Quarks enthält es zwei schwere Charm-Quarks sowie ein Down-Quark.

Dadurch ist das Ξcc⁺ rund viermal so schwer wie ein Proton. Laut CERN handelt es sich um eine Art "Proton-Cousin", der eine ähnliche Struktur besitzt, aber deutlich massereicher ist.

Nachweis mit extrem hoher Sicherheit

Gefunden wurde das Teilchen im LHCb-Experiment am Large Hadron Collider. Grundlage sind Daten aus Proton-Proton-Kollisionen aus dem Jahr 2024.

Die statistische Signifikanz liegt bei über sieben Sigma – deutlich über der in der Physik üblichen Schwelle von fünf Sigma für eine gesicherte Entdeckung.

Damit gilt der Nachweis als eindeutig bestätigt.

Besonders selten und schwer zu beobachten

Das neue Teilchen gehört zur Familie der Baryonen, also Teilchen aus drei Quarks. Anders als stabile Protonen existieren solche Varianten jedoch nur extrem kurz – oft weniger als eine Billionstel Sekunde.

Physiker können sie daher nicht direkt beobachten, sondern nur über ihre Zerfallsprodukte rekonstruieren. Genau diese Methode führte jetzt zum Durchbruch.

Erst zweites Teilchen dieser Art

Bereits 2017 hatte das CERN ein ähnliches Teilchen entdeckt – mit zwei Charm-Quarks und einem Up-Quark. Das neue Ξcc⁺ unterscheidet sich nur durch ein Down-Quark.

Trotz dieser kleinen Änderung hat das große Folgen: Das neue Teilchen zerfällt laut theoretischen Modellen bis zu sechsmal schneller als sein Vorgänger – und ist deshalb noch schwieriger nachzuweisen.

Warum der Fund so wichtig ist

Der Fund liefert neue Daten für die Quantenchromodynamik (QCD), jene Theorie, die beschreibt, wie die starke Kernkraft Quarks zusammenhält.

Gerade solche "asymmetrischen" Teilchen mit zwei schweren und einem leichten Quark gelten als ideales Testsystem für diese Modelle.

Zugleich markiert die Entdeckung einen Meilenstein: Es ist das erste neue Teilchen, das nach dem Upgrade des LHCb-Detektors im Jahr 2023 identifiziert wurde.

Insgesamt steigt die Zahl der am LHC entdeckten Hadronen damit auf 80.

Quelle: CERN, Stand: 17. März 2026

(Red.)