Dienstag, 14. Juni 2011

Weitere Studie findet keine Bestätigung für unbekannte Naturkraft

Luftbild der Fermilab-Einrichtung | Copyright Public Domain

Batavia/ USA - Nachdem im vergangenen Mai Physikern am "Fermi National Accelerator Laboratory" (Fermilab), glaubten, mit dem einst größten Teilchenbeschleuniger "Tevatron" möglicherweise eine bislang unbekannte Form von Elementarteilchen entdeckt zu haben, hat sich ein unabhängiges Wissenschaftlerteam an die Überprüfung der Daten gemacht - konnte jedoch keine Hinweise darauf oder gar für die Theorie um eine mögliche neue Grundkraft der Physik finden.

Kurz bevor der "Tevatron" voraussichtlich im kommenden September aufgrund von Budgetkürzungen stillgelegt werden soll, vermeldeten die Forscher um Christopher Hall im Mai eine möglicherweise sensationelle Entdeckung: "Niemand weiß bislang, um was es sich hier handelt. Sollten sich die Daten bestätigen, ist das allerdings die wahrscheinlich wichtigste Entdeckung der Physik in den vergangenen 50 Jahren." (...wir berichteten)

Wie die "New York Times" damals berichtete, gab es für den ungewöhnlichen Ausschlag in den gemessenen Daten Hinweise darauf, dass es sich um eine "neue und unerwartete Variante der lange gesuchten 'Higgs-Boson'-Teilchen handelt". "Higgs-Bossons" sind hypothetische Elementarteilchen, wie sie im Standardmodell der Elementarteilchenphysik vorhergesagt werden und voraussichtlich für die Masse von Elementarteilchen verantwortlich ist. Der Nachweis dieser auch als "Gottesteilchen" bezeichneten Partikel ist auch Ziel des weltgrößten Teilchenbeschleunigers LHC am Europäischen Kernforschungszentrum "CERN" nahe Genf (s. Links).

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Wissenschaftler der Fermilab-Forschungsgruppe "DZero Collaboration", haben nun in ihren eigenen Daten nach dem zuvor beschriebenen Effekt gesucht - konnten darin jedoch keine Hinweise darauf finden.

Dass es sich bei den gemessenen Werten um Teilchen des Higgs-Standardmodells handeln könnte, konnte schon nach den ersten Analysen ausgeschlossen werden, da diese erwartungsgemäß in wesentlich schwerere Partikel, die sogenannten Quarks, zerfallen, was anhand der neuen Werte nicht beobachtet werden konnte. Hinzu läge die Entstehungsrate der vermeintlich neuen Teilchen um das 300-fache über jener, wie sie für gewöhnliche Higgs-Boson vorhergesagt wird. Die Wahrscheinlichkeit, dass es sich bei den Werten lediglich um eine statistische Schwankung handelt, wurde zudem von den Forschern auf weniger als ein Prozent eingestuft, weshalb sie damals auch davon ausgingen, dass es sich um ein noch unbekanntes Elementarteilchen oder aber um Hinweise auf eine noch ebenfalls unbekannte Grundkraft handeln müsse.

In 200 Billionen Teilchenkollisionen hat nun das zweite Team nach vergleichbaren Phänomenen gesucht, so ein Sprecher von "Dzero", aber keinen vergleichbaren Teilchenüberschuss gefunden. Hinzu stimmen die neuen Daten mit dem Standardmodell überein.

Zwar mache die Diskrepanz die vorigen Werte nicht ungeschehnen, doch habe es bei mehr als 500 früheren Vergleichsmessungen zwischen den unterschiedlichen Teilchenbeschleunigern noch nie derartige Diskrepanzen in den Daten gegeben, deren Ergebnisse bislang in mehr als 99 Prozent der Fälle übereingestimmt haben.

Da derzeit ein letzter Beweis für einen statistischen Fehler der ersten Messung durch das Team um Hall jedoch noch aussteht, haben sich die beiden Teams schon jetzt zusammengesetzt, um die unterschiedlichen Daten erneut einer eingehenden Prüfung zu unterziehen. Auch Daten der Experimente am weltgrößten Teilchenbeschleuniger am Europäischen Kernforschungszentrum "CERN" nahe Genf sollen herangezogen werden, die Diskrepanzen genauer zu analysieren und die ursprüngliche Messung zu bewerten.

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