Teilchenphysik: Zwölf Fermionen sind genug

astronews.com Redaktion

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Wie viele Fermionen gibt es in der Natur? Mit dieser Frage beschäftigen sich Teilchenphysiker schon seit langer Zeit. Existieren vielleicht mehr als die zwölf bereits bekannten Materieteilchen des Standardmodells? Eine kürzlich veröffentlichte Analyse aller bisher verfügbaren Daten kommt nun zu einem recht eindeutigen Ergebnis: Zwölf Fermionen sind der Natur genug. (19. Dezember 2012)

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Marc

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Jetzt ist es also amtlich: 3 Teilchenfamilien sind (eindeutig bewiesen) genug.

Heute morgen habe ich im Zeitkanal folgenden Spruch aus dem CERN aus dem Jahre 2015 mitbekommen...

...ups, wer hat denn das bestellt???...
 

Lena N.

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Ich weiß ja nicht....
die Natur ist unberechenbarer als wir herrschsüchtigen Menschen manchmal denken!
 

Alex74

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Lena, zweifelst Du an der Fachkompetenz der Leute die das untersuchen?
Solche Sprüche kommen meist von Laien die keine Ahnung haben was man tatsächlich heute weiß.
Die Natur ist glücklicherweise absolut unchaotisch. Wäre dem nicht so würde es uns auch nicht geben.
 

Antigraviton

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"Diese Wechselwirkung würde die Eigenschaften des Higgs-Teilchens derart verändern, dass man es noch nicht hätten nachweisen können."

heißt das, dass man das higgs teilchen jetzt eindeutig nachgewiesen hat?
 

HubertL

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Zwölf sind nicht genug sondern viel zu viele!

dem Ganzen sollte eine viel einfacherere Struktur zuGRUNDE liegen.
 

Entro-Pi

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Die Ziele jedenfalls dürften erstmal klar sein. Nachdem man die Eigenschaften des Higgs-Boson rausgefunden haben wird gilt es rauszufinden wie genau das Higgsfeld funktioniert, und natürlich wodurch es überhaupt entstand. Da werden noch viele Forscher und geniale Theoretiker von Nöten sein.
 

TomS

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Schlimmer!

Nehmen wir das kürzlich identifizierte Teilchen entspricht tatsächlich dem Higgsteilchen des Standardmodells. Und nehmen wir weiter an, es gibt bis auf weiteres keine Hinweise auf Supersymmetrie. Dann wäre das Standardmodells (bis auf den Neutrinosektor) sozusagen abgeschlossen und in weiten Bereichen "verifiziert". Allerdings haben wir damit keine Antwort auf viele fundamentale Fragen:
  • warum gerade die Wechselwirkungen, und warum gerade die Eichsymmetrien U(1) * SU(2) * SU(3) ?
  • warum gerade drei Fermionengenerationen?
  • warum gerade dieses eine skalare Teilchen mit diesem einen seltsamen Potential, das zur Massenerzeugung führt
  • warum gerade diese ca. 20 Werte der freien Parameter (Kopplungskonstanten, damit auch Fermionmassen, Mischungswinkel)
Antworten darauf lägen dann im Bereich von SUSY und ggf. SUGRA, jenseits der 10 - 20 TeV Grenze oder gar noch höher. Offenen Fragen innerhalb des SM beziehen soch dann insbs. auf Neutrinos. D.h. experimentell sind wir mit unserem Latein am Ende.

In der Theorie haben wir ähnliche Probleme, denn insbs. SUSY und SUGRA führen zunächst mal neuen Teilchensorten und Wechselwirkungen ein, und damit auch neue Parameter. Insgs. sinkt die Vorhersagekraft der Physik also gewaltig. Wieder stünden wir vor dem Problem a) zig neue Teilchennachweisen zu müssen ohne b) erklären zu könen, warum gerade diese und keine anderen.

Es gibt neben dem Mainstream (SUSY und Strings, die aber nichts erklären), zwei andere interessante Ansätze, nämlich
  • die non-commutative geometry nach Connes wobei aus 'recht einfachen' Annahmen folgt, dass SM + Gravtitation eine vollständige Theoriue bilden solten; das SM folgt sogar teilweise strukturell aus diesem Ansatz, angeblich auch die Higgsmasse zu ca. 125 GeV !!! Es gibt jedoch auch offene Punkte, soweit ich weiß insbs. die Anzahl der Gneerationen sowie ihre Mischungswinkel; zudem gehen in die Konstruktion der nicht-kommutativen Geometruie ebenfalls einige (wenige) Annahmen ein.
  • die Kombination des SM + Gravitation ohne weitere WWs im Rahmen des asymptotic safety Zugangs zur Quantengravitation; auch dabei gibt es Hinweise, dass die Higgsmasse im Bereich der gefundenen 125 GeV liegen muss; diese Hinweise sind übrigens schon ein paar Jahre alt, liegen also vor der Entdeckung. Der Erfolg dieses Ansatzes bestünde darin, dass SM + Gravitation vollständig und konsistent wären, d.h. eine Theorie der Quantengravitation wäre ebenfalls verfügbar. Eine Erklärung, warum gerade das Standardmodell folgt aus diesem Ansatz nicht.
Insgs. scheint sich ein Paradigmenwechsel abzuzeichnen, wonach die experimentelle Überprüfung der theoretischen Ansätze (leider !!) in den Hintergrund tritt und die Theorie aus sich selbst heraus ihre eigene Konsistenz und ihr (eindeutiges ?) Konstruktionsprinzip erklären muss.
 
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