Wetenschappers stellen een zoektocht voor naar nog nooit eerder geziene 'tauonium'-atomen

Atomen bestaan normaal gesproken uit een kern en elektronen. Maar wetenschappers stellen voor om op zoek te gaan naar een nieuwe variant van een atoom zonder beide. Tauonium (ook wel "ditauonium" of "echt tauonium" genoemd) zou bestaan uit een negatief geladen tau lepton, en zijn positief geladen antimaterie-tegenhanger, een antitau.

Tau leptonen zijn verwanten van elektronen. Elk tau heeft ongeveer 3.500 keer de massa van een elektron, waardoor het zwaarder is dan een proton. In de jaren 1950 ontdekten wetenschappers een atoom genaamd positronium, bestaande uit een elektron en zijn positief geladen antideeltje, een positron. Tauonium, indien ontdekt, zou een steviger atoom zijn.

Wetenschappers stellen voor om naar tauonium te zoeken door elektronen en positronen samen te botsen in een toekomstige deeltjesversneller die ontworpen is om tau leptonen te produceren, en die zowel in China als in Rusland is voorgesteld. Dergelijke faciliteiten zouden binnen een jaar na opstarten tauonium kunnen vinden, meldt natuurkundige Jing-Hang Fu van Beihang University in Beijing en collega's op 4 april in Science Bulletin. De onderzoekers stellen voor om te kijken naar de verhouding van de waarschijnlijkheid van twee verschillende soorten deeltjesinteracties in de botsingen, om experimentele onzekerheid te verminderen.

Met de complexiteit van de atoomkern buiten beschouwing gelaten, zouden studies van tauonium de natuurkundige theorie kunnen onderzoeken die elektrisch geladen deeltjes beschrijft, kwantumelektrodynamica. Onderzoeken naar positronium zijn al gebruikt om de theorie te testen.