Die Teilchenphysik hat einen neuen Baustein im Zoo der subatomaren Materie katalogisiert: Auf der Konferenz Rencontres de Moriond Electroweak hat die LHCb-Kollaboration am CERN die Entdeckung des Ξ_cc⁺ (gesprochen: Xi-cc-plus) bekannt gegeben.

Dabei handelt es sich um ein protonenähnliches Teilchen, das statt zweier leichter Up-Quarks zwei schwere Charm-Quarks enthält – und damit rund viermal so viel wiegt wie ein gewöhnliches Proton. Es ist die erste Neuentdeckung mit dem 2023 aufgerüsteten LHCb-Detektor, der Teil des weltgrößten Teilchenbeschleunigers ist.

Alle sichtbare Materie im Universum besteht letztlich aus Quarks, fundamentalen Bausteinen, die sich nicht weiter zerlegen lassen. Das Standardmodell der Teilchenphysik kennt sechs Quark-Sorten, organisiert in drei Generationen. Die erste Generation umfasst Down- (d) und Up-Quarks (u), aus denen Protonen (zwei Up, ein Down, also uud) und Neutronen (udd) aufgebaut sind. Damit dabei ein einfach positiv elektrisch geladenes Proton und ein neutrales Neutron entsteht, müssen die Quarks jeweils drittelzahlige Elementarladungen tragen: das Down-Quark -1/3 e (wobei e die Elementarladung des Elektrons ist) und das Up-Quark +2/3 e. Gleiches gilt für die Quarks der weiteren Generationen. In der zweiten Generation finden sich Strange- (s) und Charm-Quarks (c), in der dritten Bottom- (b) und Top-Quarks (t). Von Generation zu Generation nimmt die Masse erheblich zu – ein Charm-Quark ist dabei der deutlich schwerere Verwandte des Up-Quarks.

Quarks treten nicht einzeln auf, sondern stets in gebundenen Zuständen, den sogenannten Hadronen. Dabei hält die starke Kernkraft, vermittelt durch Gluonen, die Quarks zusammen. Protonen, Neutronen und das neu entdeckte Ξ_cc⁺ zählen zu der Hadronen-Untergruppe der Baryonen, die aus jeweils drei Quarks bestehen; Mesonen bestehen hingegen aus einem Quark und einem Anti-Quark.

Zwei Charm-Quarks statt zwei Up-Quarks

Das neu entdeckte Ξ_cc⁺ lässt sich laut den Forschern als Proton mit einem dramatischen Quark-Tausch verstehen: In seiner Zusammensetzung ccd ersetzen zwei schwere Charm-Quarks die beiden leichten Up-Quarks des Protons (uud), während das Down-Quark erhalten bleibt. Da Charm-Quarks erheblich mehr Masse mitbringen als ihre leichten Verwandten, erreicht das Ξ_cc⁺ eine gemessene Masse von 3619,97 ± 0,83 MeV/c² – etwa das Vierfache eines normalen Protons.

Die Physiker wiesen das kurzlebige Teilchen über seinen charakteristischen Zerfall nach: Ξ_cc⁺ ⇀ Λ_c⁺ K⁻ π⁺, wobei das Λ_c⁺ seinerseits in ein Proton, ein K⁻ und ein π⁺ zerfällt. Durch Rekonstruktion der sogenannten invarianten Masse dieser Zerfallsprodukte aus Proton-Proton-Kollisionsdaten des Jahres 2024 (LHC Run 3, bei dem auch hochkomplexe Kernumwandlungen wie die Erzeugung von Goldkernen aus Blei beobachtet werden), beobachteten die Forscher einen deutlichen Peak bei rund 3620 MeV/c² mit etwa 915 Ereignissen. Die statistische Signifikanz liegt bei 7 Sigma und damit weit über der in der Teilchenphysik üblichen 5-Sigma-Schwelle, ab der man von einer gesicherten Entdeckung spricht.

Lösung eines 20 Jahre alten Rätsels

Das Ξ_cc⁺ ist der sogenannte Isospin-Partner des 2017 von LHCb entdeckten Ξcc⁺⁺ mit der Zusammensetzung ccu. Da sich Up- und Down-Quarks in ihren Eigenschaften fast identisch verhalten, sagt die Theorie für beide Teilchen nahezu gleiche Massen voraus. Die neue Messung bestätigt genau das – und räumt damit eine über 20 Jahre währende Kontroverse aus dem Weg.

Das SELEX-Experiment hatte Anfang der 2000er-Jahre ein Signal gemeldet, das auf ein deutlich leichteres Ξ_cc⁺ hindeutete. Nachfolgende Suchen bei den Experimenten FOCUS, BaBar und Belle sowie in früheren LHCb-Datensätzen konnten dieses Ergebnis jedoch nie reproduzieren. Erst die verbesserte Leistungsfähigkeit des aufgerüsteten LHCb-Detektors ermöglichte es nun, das Teilchen bei einer Masse nachzuweisen, die mit den theoretischen Erwartungen und dem Ξ_cc⁺⁺-Partner übereinstimmt.

Bedeutung für das Standardmodell

Die Entdeckung ist nicht nur ein Meilenstein für das LHCb-Experiment als dessen erster Teilchenfund nach dem Detektor-Upgrade, sondern auch ein wichtiger Prüfstein für die Quantenchromodynamik (QCD) – jene Theorie, die beschreibt, wie Quarks und Gluonen über die starke Wechselwirkung interagieren. Die präzise Übereinstimmung der gemessenen Masse mit den Vorhersagen validiert das theoretische Verständnis von Hadronen mit mehreren schweren Quarks.

Ferner demonstriert der Nachweis, dass der modernisierte Detektor empfindlich genug ist, um auch noch seltenere exotische Teilchenzustände wie Pentaquarks oder Tetraquarks aufzuspüren. Für die Suche nach noch selteneren Phänomenen plant das CERN bereits den Bau eines deutlich größeren Nachfolge-Beschleunigers.

Die Kollaboration präsentierte detaillierte Ergebnisse in ihrem Moriond-Vortrag; eine vollständige wissenschaftliche Publikation soll in Kürze folgen. Weitere Informationen liefert ein CERN-Medienbericht.

(vza)

Das US-Verteidigungsministerium hat erste Schritte eingeleitet, KI-Dienste von Anthropic aus den eigenen Prozessen wie den aktuellen Militäroperationen im Iran durch Alternativen zu ersetzen. Das ist die Folge der Eskalation im Streit um die Nutzung der KI-Technik für das US-Militär. Nach Angaben hochrangiger Pentagon-Mitarbeiter wird die Ablösung von Anthropic-Produkten wie Claude mehr als einen Monat dauern, aber man arbeitet derzeit an der Integration anderer großer Sprachmodelle. Dazu dürften KI-Dienste von OpenAI gehören, die jetzt über Amazons Cloud-Angebote auch an US-Behörden verkauft werden.

In einem Interview hat Cameron Stanley, Leiter der Abteilung für Digitales und KI im Pentagon, ChatGPT als Alternative zu Claude allerdings nicht genannt. „Das Ministerium bemüht sich aktiv um die Integration mehrerer LLMs in den entsprechenden staatlichen Einrichtungen“, sagte er lediglich bezüglich großer Sprachmodelle (LLMs) für das US-Verteidigungsministerium. „Die Entwicklungsarbeiten an diesen LLMs haben begonnen und wir gehen davon aus, dass sie sehr bald einsatzbereit sein werden.“

Pentagon und Anthropic zerstritten

Zwar wurden Anthropic im Sommer letzten Jahres wie anderen KI-Firmen hunderte Millionen US-Dollar vom Pentagon versprochen, doch der Einsatz der KI-Technik geriet Anfang dieses Jahres zum Streit. Anthropic verweigerte dem Verteidigungsministerium, die KI-Modelle für die Massenüberwachung der US-Bevölkerung zu nutzen. Zudem dürften damit keine Waffen entwickelt werden, die ohne menschliche Beteiligung feuern. Daraufhin hatte das Pentagon Anthropic mit weitreichenden Sanktionen gedroht. Letztlich setzte das Pentagon Anthropic auf die Schwarze Liste und stufte die KI-Firma als Sicherheitsrisiko ein. Gegen diese Maßnahme wehrt sich Anthropic juristisch und verklagt die US-Regierung.

Damit scheint das Tischtuch zwischen der Trump-Administration und Anthropic zerschnitten und der Millionen-Auftrag für die KI-Firma stark gefährdet. Verteidigungsminister Pete Hegseth und US-Präsident Donald Trump haben laut Bloomberg bereits einen sechsmonatigen Zeitrahmen festgelegt, in dem das US-Militär und andere Bundesbehörden zu Lösungen anderer KI-Firmen wechseln sollen. Bislang war das Anthropic-System der einzige KI-Dienst, der für vertrauliche Informationen und Prozesse im Pentagon eingesetzt werden durfte, und Claude ist aufgrund der Benutzerfreundlichkeit bei den Mitarbeitern des Verteidigungsministeriums sehr beliebt.

ChatGPT als Claude-Ersatz?

Diese werden sich umstellen und an ChatGPT gewöhnen müssen, denn nach dem Bruch mit Anthropic hat das Pentagon einen KI-Deal mit OpenAI geschlossen. Das war Ende Februar und jetzt berichtet Reuters, dass die KI-Dienste von OpenAI den US-Behörden über die Amazon-Cloud bereits zur Verfügung stehen. Das schließt das US-Verteidigungsministerium sowohl für vertrauliche als auch nicht geheime Arbeit ein. Davon versprechen sich die ChatGPT-Entwickler Verträge mit größeren Unternehmenskunden, da solche Regierungsaufträge Vertrauen und Zuverlässigkeit zeigen würden.

Ob Anthropic erneut von der US-Regierung beauftragt wird, kann zwar nicht ausgeschlossen werden, aber zunächst wohl nicht mehr vom US-Verteidigungsministerium. Kurz nachdem Anthropic die Klage gegen die US-Regierung eingereicht hatte, erklärte Emil Michael, Unterstaatssekretär für Forschung und Entwicklung im Pentagon, dass das US-Militär diese Sache abschließt und er kaum noch Chancen für eine Wiederaufnahme der Gespräche sieht. „Ich glaube nicht, dass es ein Szenario gibt, in dem dies auf diese Weise gelöst wird“, sagte Michael.

(fds)

Samsung stellt den Verkauf des zweifach faltbaren Foldables Galaxy Z TriFold nur wenige Monate nach Verkaufsbeginn im Dezember 2025 wieder ein. Auch in den USA sollen nur noch die Bestandsgeräte abverkauft werden. Das bestätigte ein Samsung-Sprecher gegenüber der Nachrichtenagentur Bloomberg.

Das koreanische Unternehmen stellt laut Sprecher zunächst den Verkauf auf seinem Heimatmarkt ein und dann, sobald die Restbestände abverkauft sind, auch das Geschäft in den USA. Dieser Schritt wurde bereits erwartet, denn seit März gibt es auf Samsungs Website keine Hinweise mehr auf künftige Nachlieferungen des zweifach faltbaren Foldables, das über zwei Scharniere verfügt und sich zu einem großen 10-Zoll-Tablet auseinanderfalten lässt. Dort heißt es nun lediglich, das TriFold sei „ausverkauft“.

Schon vor Samsungs Bestätigung hieß es aus südkoreanischen IT-Kreisen, dass das knapp 3000 US-Dollar teure Gerät eingestellt werden soll. Als Grund führte die Quelle Donga eine Kostenbelastung an. Denn Preise für Schlüsselkomponenten wie DRAM, Flash-Speicher und Prozessoren seien deutlich gestiegen, wodurch sich der Verkauf selbst bei fortgesetzter Vermarktung kaum noch rentiere. Ferner erfordere die Konstruktion eines zweifach faltbaren Bildschirms spezielle Materialien, um die mechanische Belastung an den Knickstellen zu minimieren.

Vorzeigeprodukt

Ein Brancheninsider sagte über das Gerät: „Das Trifold war eher ein Vorzeigeprodukt, das entwickelt wurde, um die Technologie zu demonstrieren, als um mit dem Verkauf Gewinne zu erzielen.“ Samsung stellte das Gerät Ende letzten Jahres als Demonstration seiner technischen Kompetenz vor. Doch aufgrund seines hohen Preises war es von Anfang an nur für wohlhabende Early Adopters als Nischenprodukt gedacht.

In einem Interview Ende Februar am Rande der Vorstellung der Galaxy-S26-Reihe erklärte Won-Joon Choi, Chief Operating Officer von Samsungs Mobile Experience Business, gegenüber Bloomberg, das Unternehmen habe noch nicht entschieden, ob das Trifold einen Nachfolger bekommt. Dabei verwies er auf die komplexe Fertigung des Geräts. Einige Vorzüge des Geräts, wie das Breitbildformat, das sich gut für den Medienkonsum eignet, könnte Samsung in einem im Laufe dieses Jahres erwarteten neuen Foldable umsetzen. In der Regel nutzt der Konzern den Juli für die Vorstellung seiner Foldables und Smartwatches.

(afl)