LHCb verkleinert den Raum für Neue Physik

Auf der ersten großen Konferenz des Jahres – der Rencontres de Moriond in La Thuile in Italien – hat die LHCb-Kollaboration gestern am 5. März ihre neuesten Ergebnisse präsentiert. Diese Ergebnisse stellen einen der zurzeit genauesten Tests des Standardmodells der Teilchenphysik dar. Für diesen Test haben die Wissenschaftler einen seltenen Zerfall untersucht: den Zerfall des so genannte B_s-Mesons in zwei Myonen. Nach den Vorhersagen des Standardmodells findet dieser Zerfall nur drei Mal in einer Milliarde Zerfälle statt! Abweichungen von dieser Vorhersage würden auf die Existenz von neuer, bisher unentdeckter Physik hinweisen.

„Dieses Ergebnis hebt unser Wissen über das Standardmodell auf ein bisher unerreichtes Niveau und zeigt uns, welchen maximalen Anteil von Neuer Physik wir erwarten können, wenn sie denn existiert”, erklärt Pierluigi Campana, Sprecher von LHCb.

Das Standardmodell ist eine sehr erfolgreiche Theorie, die von verschiedenen Experimenten über Jahre hinweg geprüft wurde – bisher hat sie jeden Test bestanden. Doch das Standardmodell beschreibt nur 5% unseres Universums. Um die restlichen, für die Astronomie unsichtbaren, 95% beschreiben zu können, wird neue, bisher nicht entdeckte Physik benötigt. Solche Neue Physik könnte sich direkt durch die Produktion von neuen Teilchen zeigen. Diese könnten dann von ATLAS und CMS gemessen werden. Neue Physik ließe sich aber auch indirekt messen, zum Beispiel über den Einfluss, den sie auf solche seltenen Prozesse, wie den von LHCb untersuchten, hat.

Der LHCb-Detektor ist speziell für die Untersuchung der B-Mesonen gebaut. Die Wissenschaftler untersuchen dort systematisch die seltensten Zerfälle dieser Teilchen. Die Vorhersagen, die das Standardmodell für diese Zerfälle macht, sind sehr präzise. Damit eignen sie sich sehr gut für die Suche nach neuer Physik. Das neueste LHCb-Ergebnis besagt, dass die Rate für den Zerfall von B_s-Mesonen in zwei Myonen kleiner als 4,5 Zerfälle in einer Milliarde B_s-Zerfälle ist. Damit wird neue Physik noch nicht ausgeschlossen, aber die möglichen theoretischen Modelle für neue Physik weiter eingeschränkt.