In den letzten Tagen häufen sich die Meldungen, dass neu veröffentlichte Messungen an Myonen an der Gültigkeit des Standardmodells SM der Elementarteilchenphysik ETP rütteln.
Darauf warten Forschende seit Jahrzehnten!
Ist die Sensation nun da?
Ich möchte jetzt eine Mini-Serie im Physik-Blog starten, die Hintergrundinformationen vermittelt und eine besser Beurteilung ermöglicht.
Vorweg: Ja, es könnte was dran sein...es könnte der erste Hinweis auf neue, noch nicht bekannte, Objekte im Kosmos sein.
Was für mich die Messungen besonders vertauenswürdig macht, ist das Blind -Verfahren. Keiner der beteiligten Forschenden hatte die Möglichkeit die vorläufigen Ergebnisse zu erkennen. Ein "Verfälschungsfaktor" der Daten, der nur zwei Personen bekannt war, hat dies verhindert. In einer Pressekonferenz am 7.4. wurde dieser Verfälschungsfaktor bekannt gegeben und die ausgewerteten Daten angepasst und mit den Werten der Theoretiker verglichen...und siehe: Es stimmt nicht überein!
Großer Jubel!
Der übliche Aufbau dieses Blogs müsste jetzt so sein:
Der Schulstoff
- nichts-
Das Extrafutter:
-alles, was jetzt kommt...-
Ich plane die folgenden Abschnitte:
1) Was sind Myonen?
2) Was sagt das SM der ETP aus?
3) Was ist ein magnetisches Moment?
4) Der g-Faktor
5) Der Trick der Messungen
6) Bewertung des Ergebnisses: Warum könnte das SM chrashen?
1) Myonen als Eltern der Elektronen
Eigentlich besteht unsere Welt aus drei stabilen Elementarteilchen ET: den beiden Quarks (u und d), die Protonen und Neutronen bilden und das Elektron, damit daraus Atome werden können.
Myonen entstehen nur durch hochenergetische Zusammenstöße, wenn gerade soviel Energie zur Verfügung steht, um ein Myon (mit seinem Anti-Teilchen) zu bilden.
Wir betrachten hier nur die negativ geladenen Myonen. Sie zerfallen im Mittel nach 2,2 Mikrosekunden in ein Elektron und ein Anti-Elektronenneutrino (das die neu entstandene Elektroneneigenschaft kompensiert) und ein Myonenneutrino (das die Myoneneigenschaft erhält).
Wann immer man also mit Myonen experimentieren will: Man hat etwa 2,2 Mikrosekunden Zeit...dann sind sie weg...
Warum die beiden Neutrinos beim Zerfall entstehen, ist zwar hochspannend (im Kosmos dürfen keine Eigenschaften verschwinden oder neu entstehen), aber für diese Postserie ohne Belang.
Universität Bonn
Wer sich trotzdem näher damit beschäftigen möchte:
In meinem Astronomie-Blog habe ich mehrere Postserien zur ETP geschrieben.
Einer davon heißt : Wie sag ichs meinem Alien?
https://astronomiekassel.blogspot.com/2020/01/wie-sag-ichs-meinem-alien-teil-1-der.html
Myonen kann man gut nachweisen, da sie sich im Wasser schneller als das Licht dort bewegen und eine Art "Überlichtgeschwindigkeits-Blitz" aussenden (Cerenkov-Strahlung). Sie durchdringen leicht dicke Mauern und Gesteinsschichten. Mit Myonen aus dem Kosmos hat man sogar schon Pyramiden durchleuchtet. 2003 haben wir Myonen tief im Inneren einer Höhle registriert.
Die anderen Posts werden innerhalb der nächsten 10 Tage hier veröffentlicht.