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Seltsame Materie

Seltsame Materie (engl. strange matter oder Strangelet) besteht aus Elementarteilchen, die das Strange-Quark (strange = seltsam) enthalten und auf unserer Erde natürlicherweise nicht in stabiler Form vorkommen. Sie werden als 'seltsam' bezeichnet, weil sie unter anderem nicht über die selbe Kraft zerfallen, durch die sie entstehen.

Zur Seltsamen Materie gehören auch die seltsamen Teilchen (engl. strange particles), diese Elementarteilchen weisen eine „Strangeness“ von S≠0 auf. Seltsame Teilchen wurden erstmals 1947 in Nebelkammeraufnahmen der kosmischen Hintergrundstrahlung beobachtet.

Bedeutung im Standardmodell

Gemäß dem Standardmodell der Elementarteilchenphysik gibt es 6 verschiedene Quarks (sowie die 6 dazugehörigen Antiquarks) plus 6 Leptonen (Elektron, Myon, Tauon sowie 3 verschiedene Neutrinos). Diese Elementarteilchen werden in 3 Familien gruppiert. Protonen und Neutronen, also unsere normale Materie, bestehen nur aus Quarks der ersten Teilchenfamilie. Das Strange-Quark gehört zur zweiten Teilchenfamilie.

Elementarteilchen, die ein Strange-Quark enthalten, heißen Hyperonen. Diese Teilchen zerfallen jedoch unter normalen Bedingungen in kürzester Zeit. Auch Mesonen, die aus einem Quark und einem Antiquark bestehen, können das Strange-Quark enthalten (z.B. die Kaonen). Teilchen mit einem Strange-Quark werden als seltsame Teilchen, Teilchen mit zwei Strange-Quarks entsprechend als doppelt seltsame Teilchen bezeichnet.

Astrophysiker nehmen an, dass in schwereren Neutronensternen (ab etwa 1,5 Sonnenmassen) unter genügend großem Druck der Gravitation die vorhandenen Neutronen sich in ihre Quark-Bestandteile zerlegen, wobei sich eines der beiden Down-Quarks in ein Strange-Quark umwandeln soll (derzeitiger Kandidat: RX J1856 im Sternbild "Südliche Krone"). Somit wären Neutronensterne Orte, an denen Seltsame Materie stabil existieren kann.

Es gibt Theorien, nach denen von stabiler seltsamer Materie eine Gefahr ausgeht: Negativ geladene Strangelets absorbieren normale Materie und ziehen diese sogar an. Zudem wird seltsame Materie mit zunehmender Massenzahl immer stabiler (ein Strangelet ist ab einer Masse von ca. 1000 Protonen völlig stabil). Allerdings sind nach Berechnungen von Jens Madsen von der Universität Aarhus leichte Strangelets zu instabil, um mit Atomkernen zu reagieren, schwere Strangelets sind hingegen kaum zu erzeugen.

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