Physiker sind Rätsel auf der Spur

Bahnbrechende Forschung aus Wuppertal

Wuppertal In Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam haben Physiker der Universität Wuppertal eine spektakuläre Entdeckung gemacht. Indem sie das Magnetfeld rund um das Elementarteilchen Myon präziser bestimmen konnte, trägt die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Zoltán Fodor zur Lösung eines vor 20 Jahren aufgekommenen Rätsels bei. Die Forschungsergebnisse wurden nun in der international renommierten Zeitschrift „Nature“ publiziert.

Im physikalischen Standardmodell fassen Physiker ihre Kenntnisse über die kleinsten Teilchen und deren Wechselwirkungen zusammen. Zu den bekannten Elementarteilchen gehört das Myon, das – bis auf eine um 200-mal größere Masse – die gleichen Eigenschaften wie ein Elektron besitzt. Vor 20 Jahren stieß ein Forschungsteam im Fall der Myonen auf eine mögliche Diskrepanz zu den Annahmen des Standardmodells: Die Messung am Brookhaven National Laboratory wies darauf hin, dass sich das Myon in starken Magnetfeldern anders zu verhalten scheint, als die Theorie es vorhersagt.

Diesem Missverhältnis zwischen Modell und experimentellem Wert ist die Wuppertaler Arbeitsgruppe auf den Grund gegangen; über seine möglichen Ursachen können nur Vermutungen angestellt werden. Den Physikern gelang es, die Genauigkeit der damaligen Messungen zu übertreffen. Die nun veröffentlichten, hochkomplexen Rechnungen führen zu einer unerwarteten Wende: Es sieht so aus, als sei die gemessene Diskrepanz verschwunden – Theorie und Experiment wären damit in Einklang.

Das Feld rund um die Myonen bleibt aber spannend: Der Wert für das anomale magnetische Moment setzt sich aus verschiedenen Bestandteilen zusammen, die sich unterschiedlich verlässlich vorhersagen lassen. Die Präzision, mit der sich die experimentellen Werte messen lassen, werde immer besser. Und da die Forscher davon ausgehen, dass es noch präziser geht, sehen sie in dem magnetischen Feld um das Myon weiter eine Schlüsselrolle für die mögliche Entdeckung von neuen physikalischen Gesetzen und Kräften.

Neben Prof. Fodor gehören zu dem Wuppertaler Forscherteam die Physiker Prof. Dr. Szabolcs Borsanyi, Prof. Dr. Christian Hölbling, Prof. Dr. Kalman Szabo, Dr. Balint Toth und Dr. Lukas Varnhorst. Zahlreiche Partner vom Forschungszentrum Jülich bos zur Pennsylvania State University und der Nagoya University (Japan) sind beteiligt.

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