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Im BaBaR-Experiment beobachteten Wissenschaftler den Zerfall von zwei B-Mesonen in zahlreiche subatomare Teilchen, darunter in ein Myon und in ein Neutrino.
Santa Barbara (USA) - Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt und sagt das Verhalten aller bekannten Teilchen und Kräfte (mit Ausnahme der Gravitation) voraus. Zu den grundlegenden Teilchen der Materie gehören neben Quarks und den Eichbosonen auch die sogenannten Leptonen. Eine Analyse der Ergebnisse von drei Teilchenexperimenten deutet nun stark daraufhin, dass die sogenannte Leptonen-Universalität und damit mit ihr das Standardmodell selbst überdacht werden muss.

Laut dem Standardmodell sagt die sogenannte Leptonen-Universalität dass alle Leptonen (zu denen geladenen Teilchen wie Elektronen, Myonen und Taus zählen) auf die gleiche Weise mit den Grundkräften des Universums interagieren müssten.

Tatsächlich hatten Experimente mit Elektronen und Myonen bislang auch keine gegenteiligen Ergebnisse aufgezeigt. In jüngster Zeit durchgeführte Experimente mit den massereicheren Tau-Leptonen stellen die Vorhersage des Standardmodells in Frage.

Wie das internationale Team um Manuel Franco Sevilla von der University of California in Santa Barabara aktuell im Fachjournal Nature (DOI: 10.1038/nature22346) berichtet, haben sie die besagten drei Experimente einer erneuten Überprüfung (Review) unterzogen.

Das Ergebnis: Die Zerfallsraten waren mit Beteiligung von schwereren Tau-Leptonen höher als unter Beteiligung der leichteren Elektronen oder Myonen. Genau das sollte aber eigentlich nicht so sein. „Die drei voneinander unabhängigen Ergebnisse zusammengenommen, stellen die Leptonen-Universalität mit einer 99,95-prozentigen Wahrscheinlichkeit in Frage“, so Sevilla.

Dennoch fehlt den Ergebnissen noch die letzte Klarheit, um tatsächlich vom eindeutigen Nachweis eines Bruchs der Leptonen-Universalität sprechen zu können. Doch schon jetzt sei der Umstand, dass alle drei Exprimente unabhängig voneinander zu gleichen Ergebnissen kamen, „bemerkenswert“.

Sollten sich die Ergebnisse bestätigen, so würde dies entweder auf eine neue Form der Interaktion zwischen Elementarteilchen oder sogar auf ein bislang unbekanntes Teilchen hindeuten. Beide Ergebnisse hätten grundlegende Auswirkungen auf unser Verständnis der Teilchenphysik. „Zunächst müssen wir aber noch sicherer sein, dass die Ergebnisse stimmen und wir müssen weitere Experimente konstruieren, um sie zu überprüfen und die Bedeutung der Ergebnisse einschätzen zu können“, so Sevilla abschließend.