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CERN
Ein seltener Zerfall und die Supersymmetrie
von Stefan Deiters
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13. November 2012

Teilchenphysiker am europäischen Forschungszentrum CERN haben den extrem seltenen Zerfall von Bs-Mesonen in zwei Myonen beobachtet - ein Ereignis, das bei einer Milliarde Zerfallsprozessen nur drei Mal vorkommen sollte. Die Resultate stimmen hervorragend mit dem Standardmodell der Physiker überein, allerdings nicht mit vielen Theorien über Supersymmetrie.

Zerfall

Forscher konnten am LHC des CERN in Genf den seltenen Zerfall von Bs-Mesonen in zwei Myonen beobachten. Bild: LHCb/CERN

Auf dem Hadron Collider Physics Symposium im japanischen Kyoto haben Wissenschaftler des Large Hadron Collider beauty (LHCb)-Experimentes am europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf am Montag Daten vorgestellt, aus denen sich auf einen extrem seltenen Zerfall eines B-Meson schließen lässt. Konkret wurde der Zerfall von Bs-Mesonen beobachtet, die aus einem Bottom-Anti-Quark-Teilchen und einem Strange-Quark-Teilchen zusammengesetzt sind.

Der Zerfall dieses Bs-Meson in zwei Myonen lässt sich im Standardmodell der Teilchenphysiker exakt vorhersagen. Eine Abweichung von dieser Vorhersage wäre für die Physiker ein Hinweis darauf, dass mit dem Standardmodell etwas nicht stimmt und es beispielsweise neue, bislang unbekannte Teilchen gibt, wie sie etwa von der Supersymmetrie-Theorie vorhergesagt werden.

Für die gestern in Kyoto vorgestellten Ergebnisse haben die Wissenschaftler Daten des LHCb-Experimentes am CERN aus diesem Jahr sowie aus dem vergangenen Jahr ausgewertet und dabei erstmals mit einer hinreichenden Sicherheit den gesuchten Zerfall des Bs-Meson nachweisen können. "Theoretiker haben ausgerechnet, dass sich nach dem Standardmodell dieser Zerfall dreimal bei jeweils einer Milliarde Zerfallsprozessen ereignen sollte", so Dr. Pierluigi Campana, der Sprecher der LHCb-Kollaboration in einer Mitteilung des CERN. "Diese ersten Messungen ergeben einen Wert von 3,2 (+1,5/-1,2) pro Milliarde, was in sehr guter Übereinstimmung mit der Vorhersage ist."

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Für Anhänger der Theorie der Supersymmetrie, die eine neue Art von Teilchen postuliert, die auch als Erklärung für die Dunkle Materie dienen könnten, dürfte das jetzt vorgestellte Ergebnis nicht unbedingt ein Grund zum Feiern sein, sagen doch viele ihrer Modelle eine deutlich höhere Zerfallsrate voraus. "Dieser Zerfallskanal ist ein sehr präziser Marker für Effekte einer neuen Physik", so Campana. "Supersymmetrie ist durch unsere Messungen zwar nicht ausgeschlossen, die Möglichkeiten sind aber nun deutlich eingeschränkt. Die Messungen waren eine Art Gesundheitstest für das Standardmodell und dieses scheint heute erheblich gesünder zu sein als es noch gestern war."

"Wenn es eine neue Physik gibt, dann versteckt sie sich sehr gut hinter dem Standardmodell", sagte auch der Physiker Dr. Marc-Olivier Bettler aus Cambridge dem britischen Sender BBC. Und sein Kollege Prof. Chris Parkes, der Leiter der britischen Beteiligung am LHCb-Experiment ergänzt: "Supersymmetrie ist vielleicht nicht tot, liegt aber nach den jüngsten Ergebnissen sicherlich im Krankenhaus."

Sollte aber die Supersymmetrie als Erklärung für die Dunkle Materie ausscheiden, müssten sich die Wissenschaftler nach anderen Alternativen umsehen. Die Anhänger der Supersymmetrie allerdings geben sich noch nicht geschlagen. Prof. John Ellis vom King's College in London etwa hält die jetzt vorgestellten Ergebnisse für "relativ konsistent mit Supersymmetrie" und meinte gegenüber der BBC: "Genaugenommen haben einige Supersymmetrie-Modelle genau dies vorhergesagt. Mir werden diese Resultate mit Sicherheit keine schlaflosen Nächte bereiten."

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siehe auch
Teilchenphysik: Hinweis auf Lücke im Standardmodell - 14. Juli 2011
Teilchenphysik: Ein Fehler im Standardmodell? - 12. Februar 2011
Links im WWW
CERN
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