Teilchenbeschleuniger am CERN findet mögliche anormale Abweichungen vom Standardmodell der Teilchenphysik


Die LHCb Detektoreinheit.

Copyright: Maximilien Brice/CERN

Genf (Schweiz) – Derzeit beschreiben die Teilchenphysiker am Europäischen Kernforschungszentrum CERN die Ergebnisse neuster Messungen mit der Detektoreinheit LHCb am weltgrößten Teilchenbeschleuniger LHC noch als „mögliche Anomalie“. Sollten sich diese anormalen Messungen jedoch bestätigen lassen, könnten Sie auf nichts Geringeres als eine Abweichung vom Standardmodell der Teilchenphysik und damit auf die mit dem LHC fieberhaft gesuchte „neue Physik“ gefunden haben, wie vom bisherigen Standardmodell nicht vorhergesagt werden.

Bislang habe erreiche das beobachtete Signal noch begrenzte statistische Bedeutung, und erreicht erst einen Sigma-Wert von bis zu 2,5 in der Signifikanzskala innert derer aber erst ab 5 von einer Entdeckung gesprochen werden kann, erläutert die Pressemitteilung des CERN. Allerdings stärke sie jedoch schon jetzt erste, frühere Beobachtungen in dieser Richtung. Mit weitren Folgemessungen wollen die Forscher nun überprüfen, ob s sich tatsächlich um standhafte Anomalien oder aber nur im statistische Schwankungen handelt.

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Inhalt der derzeitigen Hoffnungen sind Experimente mit dem LHC zu einem bestimmten, mittels des Standardmodells vorhergesagten Zerfalls sogenannte B0-Mesons, also subatomarer Teilchen, wie sie bei Protonenkollisionen im Large Hadron Collider gemessen werden können. Laut dem Standardmodell der Teilchenphysik sollten bei diesem Zerfall als Zwischenprodukt die kurzlebigen B-Mesonen-Teilchen entstehen, die jeweils aus einem Quark und Antiquark bestehen. In einem anderen vorhergesagten Szenario entsteht beim Zerfall der Teilchen nicht nur ein sogenanntes K-Meson und ein Antiteilchen entweder Myonen oder Elektronen in immer gleicher Menge, da ihre Grundform, sogenannte Leptonen laut der Lepton-Universalität alle immer auf die gleiche Weise mit den physikalischen Grundkräften interagieren sollten. Eventuell auftretende Abweichungen von diesen vorhergesagten Daten würden auf Signale einer „neuen Physik“ hindeuten.

Die aktuell diskutierten Messungen widersprechen der Vorhersage nun jedoch genau derart, dass deutlich weniger Myonen und Elektronen entstanden.

Möglicherweise könnten diese anomalen Messungen nun also darauf hindeuten, dass es ein bislang unbekanntes und zuvor auch noch nie detektiertes Teilchen gibt, dass den nun gemessenen Zerfall entsprechend beeinflusst. Die Wissenschaftler spekulieren deshalb derzeit darüber, ob es sich dabei um eine noch unbekannte Form sogenannter Z-Bosonen handeln könnte und damit jener Teilchen, die für die schwache Kernkraft verantwortlich sind.

Bisher haben die LHC-Wissenschaftler allerdings auch erst nur die Daten der ersten Nutzungsperiode des Teilchenbeschleunigers (Run 1) analysiert und hoffen nun auf die Daten der zweiten Phase, die dann bereits eine doppelt so große Probe liefert, um die bisherigen Daten überprüfen zu können.

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