Teilchenphysik: LHC-Forscher finden Abweichungen bei Teilchenzerfällen

Simulation eines Ereignisses im Experiment LHCb (Bild: Cern)

Große Entdeckung oder nur statistische Schwankungen? Forscher am Teilchenbeschleuniger LHC haben beim Zerfall von Teilchen Abweichungen vom Standardmodell gefunden. Ob es sich dabei um eine wichtige Entdeckung handelt, ist aber noch nicht sicher.

Forscher des Experiments Large Hadron Collider beauty (LHCb) am Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) haben eine mögliche Abweichung vom Standardmodell entdeckt: Beim Zerfall von B0-Mesonen erhielten sie andere Ergebnisse als erwartet.

Das Standardmodell sagt voraus, dass ein B0-Meson in ein angeregtes Kaon und ein Elektronen- oder Myonenpaar zerfällt. Zwar ist ein Myon etwa 200 Mal schwerer als ein Elektron. Doch interagieren sie auf die gleiche Art und Weise mit den Grundkräften des Universums - das wird als Lepton-Universalität bezeichnet.

Symmetrie von Myonen und Elektronen

Deshalb sollten bei einem Zerfall eines B0-Mesons "bis zu einem kleinen und kalkulierbaren Effekt aufgrund der Massendifferenz" Elektronen und Myonen mit der gleichen Wahrscheinlichkeit erzeugt werden. Bisherige Experimente hatten die Symmetrie von Myonen und Elektronen auch bestätigt.

Die LHCb-Forscher haben jetzt aber eine Abweichung festgestellt: Nach ihren Ergebnissen traten Zerfälle, in denen Myonen erzeugt wurden, weniger häufig auf als Zerfälle, in denen Elektronen erzeugt wurden. Die Daten stammen aus der ersten Nutzungsperiode des LHC, des Run 1.

Zwar handele es sich um "faszinierende Abweichungen", sagt das europäische Kernforschungszentrum Cern. Doch es sei zu früh, um eine schlüssige Aussage zu treffen: Die Ergebnisse haben aber eine statistische Sicherheit von 2,2 bis 2,5 Sigma - erst ab 5 Sigma sprechen Forscher von einer Entdeckung. Die LCHb-Forscher wollen jetzt Daten aus dem Run 2 auswerten, um herauszufinden, ob es sich bei den Ergebnissen tatsächlich um neue Physik handelt oder ob es nur statistische Schwankungen waren.