Myon: Neue Hinweise weichen von Physik-Standardmodell ab

Die Hinweise auf eine neue Teilchenphysik verdichten sich: Neue Messungen am US-amerikanischen Forschungslabor «Fermilab» bei Chicago sorgen für Staunen.

Denn die gemessenen Werte weichen von den im physikalischen Standardmodell vorhergesagten ab.

Wie Elektronen besitzen auch ihre schweren Geschwister-Teilchen, die Myonen, ein magnetisches Moment. Dieses wird durch das sogenannte gyromagnetische Verhältnis «g» ausgedrückt wird. In erster Näherung beträgt dieser Wert für das Myon 2.

Gilberto Colangelo, Direktor des Albert Einstein Center und Professor für Theoretische Physik an der Universität Bern, erklärte: «Bei einer präzisen experimentellen Messung von g stellte man aber schon vor siebzig Jahren fest: Sein genauer Wert weicht leicht ab. Und zwar im Promille-Bereich von 2.» Die Abweichung von g von 2, kurz «g-2» genannt, ist das sogenannte anomale magnetische Dipolmoment.

Colangelo lieferte letztes Jahr gemeinsam mit Kollegen die bisher präzisesten theoretischen Berechnung des anomalen magnetischen Dipolmoments von dem Myon. Dies auf Grundlage des Standartmodells. Die Ergebnisse erschienen damals im Fachmagazin «Physics Reports». Der Vergleich der beiden Werte zeigt, ob eine Physik jenseits des Standardmodells existieren könnte.

Die am Mittwochabend vorgestellten vorläufigen Ergebnisse der «Muon g-2»-Kollaboration bestätigen nun: Das anomale magnetische Moment von Myonen scheint tatsächlich grösser zu sein als theoretisch erlaubt.

Die Signifikanz der Messungen haben sich dabei von 3,7 Sigma auf 4,2 Standardabweichungen erhöht. Das bedeutet: Die Wahrscheinlichkeit, dass diese Abweichung zwischen Experiment und Theorie zufällig ist, beträgt 0,0025 Prozent. Bei Werten von drei Standardabweichungen sprechen Physiker von «Hinweisen», bei fünf Standardabweichungen von einer «Entdeckung».

Die experimentellen Teilchenphysiker zielen darauf ab, die Genauigkeit ihrer Messungen weiter zu erhöhen. Parallel arbeiten die Theoretiker an noch präziseren Berechnungen.