Wuppertaler Physiker Als „Durchbruch des Jahres“ ausgezeichnet
Wuppertal · Regelmäßig kurz vor Weihnachten wählt das Fachmagazin „Science“ die „wissenschaftlichen Durchbrüche des Jahres“. Mit ihrer spektakulären Entdeckung rund um das Elementarteilchen „Myon“ haben es auch Physiker der Bergischen Universität Wuppertal in die Liste der Forschungs-Höhepunkte 2021 geschafft.
Mit internationalen Kollegen veröffentlichte die Arbeitsgruppe um die Wuppertaler Physiker Prof. Dr. Zoltán Fodor, Prof. Dr. Szabolcs Borsanyi, Prof. Dr. Christian Hölbling, Prof. Dr. Kalman Szabo, Prof. Dr. Thomas Lippert, Dr. Balint Toth und Dr. Lukas Varnhorst im April 2021 ihre Forschungsergebnisse in der renommierten Zeitschrift „Nature“.
Darin berichteten die Wissenschaftler über ihre Entdeckung, die wesentliche Erkenntnisse für die Gültigkeit des physikalischen Standardmodells liefert. Mit ihrer Arbeit gehen die Forscher außerdem einem 20 Jahre alten Rätsel auf den Grund.
Im Zentrum der Studie steht das Magnetfeld des Elementarteilchens „Myon“. Das Teilchen besitzt – bis auf eine 200-mal größere Masse – die gleichen Eigenschaften wie ein Elektron. Vor 20 Jahren stieß ein internationales Forschungsteam im Fall der Myonen auf eine mögliche Diskrepanz zu den Annahmen des Standardmodells, in dem Physikerinnen und Physiker ihre Kenntnisse über die kleinsten Teilchen und deren Wechselwirkungen zusammenfassen.
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. Seither suchen Wissenschaftlerinnen und nach den Gründen für dieses Missverhältnis. Denn dahinter wird nicht weniger als die Existenz einer „neuen Physik“ und neuen Kräften vermutet.
Mit hochkomplexen Rechnungen – so genannter Gitter QCD-Rechnungen –, für die Rechner in Wuppertal, Jülich, Stuttgart, München, Paris, Rom und Budapest genutzt wurden, konnten die Wuppertaler Physiker und ihre Kollegen nun die Genauigkeit der vorherigen Rechnungen übertreffen. Die neuen, präziseren Ergebnisse führen zunächst zur Wende: Die Diskrepanz zwischen Modell und Experiment scheint wieder verschwunden.
Aber, so die Wissenschaftler: Die Präzision, mit der sich das Magnetfeld des Myons mithilfe dieser Methode zur computergestützten Lösung hochkomplexer Gleichungen bestimmen lassen, werde immer besser. Die Forscher gehen davon aus, dass es noch präziser geht und sehen daher in dem magnetischen Feld um das Myon weiterhin eine Schlüsselrolle für die mögliche Entdeckung von neuen physikalischen Gesetzen und Kräften. Diese immer heißer werdende Spur wollen die Wissenschaftler zukünftig nun weiter verfolgen.
