Das Teilchen, das eigentlich alles umkrempeln sollte

Jahrzehntelang haben Physiker auf einen Fehler in ihren Theorien gewartet. Stattdessen haben sie Bestätigung bekommen. Und das fühlt sich seltsam an.

Es geht um das Myon. Dieses Teilchen ist ein schwererer Verwandter des Elektrons. Es lebt nur kurz und verhält sich in Magnetfeldern etwas anders als erwartet. Die Messungen passten nicht ganz zum theoretischen Wert. Für die Forscher war das ein Hoffnungsschimmer: Vielleicht steckt dahinter etwas ganz Neues.

Die große Erwartung

Seit den 1960er Jahren tauchte diese kleine Abweichung immer wieder auf. Viele dachten, hier könnte sich eine bisher unbekannte Kraft zeigen. Eine fünfte Grundkraft neben Gravitation, Elektromagnetismus, starker und schwacher Wechselwirkung. Eine solche Entdeckung hätte die Physik grundlegend verändert.

Also haben die Teams ihre Messungen immer weiter verbessert. Die Abweichung blieb. Die Hoffnung wuchs.

Die bittere Bestätigung

Jetzt hat ein Team um Zoltan Fodor von der Penn State das Gegenteil bewiesen. Mit Supercomputern haben sie die Vorhersage des Standardmodells neu berechnet. Und zwar so genau, dass sie auf elf Nachkommastellen mit den Messungen übereinstimmt.

Der Leiter des Teams hat offen gesagt, dass er darüber traurig war. Jahrelang hoffte er auf neue Physik. Jetzt steht da nur: Die alte funktioniert.

Warum die Rechnung so schwer war

Das liegt an der starken Wechselwirkung. Diese Kraft wird umso stärker, wenn man die Teilchen auseinanderziehen möchte. Es braucht enorme Rechenleistung,来计算虚拟粒子, die kurz existieren und dabei mit der starken Kraft interagieren.

Wie Supercomputer geholfen haben

Die Lösung kam durch Gitterrechnungen der Quantenchromodynamik. Dabei wird Raum und Zeit in ein Gitter gelegt. An jedem Punkt wird berechnet, wie sich die Teilchen verhalten. Ein aufwendiger, aber effektiver Ansatz.

Was das jetzt bedeutet

Der Erfolg zeigt vor allem eines: Die Theorien stimmen. Das Standardmodell braucht keine sofortige Erweiterung. Der Effekt am Myon ist nicht der ersehnte Hinweis auf neue Kräfte.

Ein kleiner Trost

Trotzdem ist das Ergebnis wertvoll. Es bedeutet, dass unsere Messungen und Theorien inzwischen so präzise sind, dass sie diese Art von Prüfung bestehen. Und es hilft dabei, woanders nach den echten Lücken zu suchen. Die gibt es noch – nur eben nicht im Magnetfeld des Myons.