Teilchenphysik Ist die Welt supersymmetrisch?

Das Elementarteilchen Myon verhält sich offenbar anders, als es sollte. Das könnte die bisher verlässlichste Erklärung des Universums erschüttern.


Stolze Wissenschaftler: Das internationale Team fand einen möglichen Hinweis auf die supersymmetrische Theorie
Roger Stoutenburgh

Stolze Wissenschaftler: Das internationale Team fand einen möglichen Hinweis auf die supersymmetrische Theorie

Seit 30 Jahren gilt das so genannte Standardmodell der Teilchenphysik als das Formelgebilde, mit dem sich die Vorgänge in unserem Universum am besten beschreiben lassen. Bis jetzt scheiterten alle Versuche, seine Gültigkeit auf experimentellem Weg in Frage zu stellen. Einem internationalen Forscherteam am Brookhaven National Laboratory bei New York scheint das nun gelungen zu sein.

Bei ihrem Experiment stellten die Wissenschaftler fest, dass sich das Myon - ein dem Elektron verwandtes, aber schwereres Elementarteilchen - anders verhält, als es der Theorie nach sollte. Für seine Versuche konstruierte das Team den mit 14 Metern Durchmesser größten supraleitenden Magneten der Welt. Durch das ringförmige Magnetfeld jagten die Forscher Myonen, um das so genannte magnetische Moment der Teilchen zu bestimmen - und registrierten eine leichte Abweichung von der Vorhersage des Standardmodells.

"Die Chance, dass die gemessene Abweichung beim Myon durch einen statistischen Fehler zu Stande kam, liegt bei einem Prozent", erklärte der an dem Experiment beteiligte Physiker Gisbert Freiherr zu Putlitz, 69, gegenüber SPIEGEL ONLINE. Der Wissenschaftler vom Physikalischen Institut der Universität Heidelberg steuerte zusammen mit seinem Kollegen Klaus Jungmann ein System bei, das die äußerst genaue Messung ermöglichte.

"Natürlich können wir nicht ausschließen, dass wir oder die Theoretiker irgendetwas falsch gemacht haben", räumt Putlitz ein. Allerdings: Wenn den Forschern kein Fehler unterlaufen ist, kann das nur bedeuten, dass das Standardmodell lückenhaft ist. Putlitz: "Wir glauben, dass wir erste Hinweise auf eine weitergehende Theorie gefunden haben."

Für ihr Experiment konstruierten die Forscher den größten supraleitenden Magneten der Welt
BNL

Für ihr Experiment konstruierten die Forscher den größten supraleitenden Magneten der Welt

Diese weitergehende Theorie nennt sich Supersymmetrie und sagt voraus, dass es zu allen bekannten Teilchen ein korrespondierendes "supersymmetrisches" Teilchen gibt. "Bis jetzt wissen wir nicht, warum es ein Elektron, ein 200-mal schwereres Myon und ein noch viel schwereres Tau gibt", sagt Putlitz. Die Supersymmetrie könnte das möglicherweise erklären - und zur Entdeckung ganz neuer Elementarteilchen führen.

Putlitz hofft, dass das Myonen-Experiment anderen Forschungsstätten - etwa dem Teilchenbeschleuniger Desy in Hamburg - wichtige Impulse gibt. Auch sein Team in Brookhaven plant neue Versuche: "Das ist noch ein paar Jahre Arbeit, um das alles richtig festzunageln." Bis Ende 2001 soll die Auswertung weiterer Messreihen vorliegen, mit der die Ergebnisse noch einmal erhärtet werden könnten.

Möglicherweise erweist sich dann tatsächlich die Supersymmetrie als neue umfassende Theorie des Universums. Doch auch damit werden sich wohl nicht alle Rätsel der Teilchenwelt klären lassen, glaubt Putlitz: "Ich nehme an, dass nach der Supersymmetrie noch weitere Theorien kommen", meint der Forscher. "Die Erklärung aller Kräfte und aller Teilchen in der Welt ist sicher auch mit der Supersymmetrie noch nicht erreicht."

Martin Paetsch



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