La Gaceta De Mexico - CERN beobachtet extrem seltene Teilchenzerfälle

Forscher am CERN haben einen der unwahrscheinlichsten Zerfälle in der Geschichte der Teilchenphysik erstmals experimentell nachgewiesen. Die Beobachtung eines Prozesses, der seit über vier Jahrzehnten gesucht wurde, liefert kritische Bestätigungen für das Standardmodell und eröffnet neue Wege zur Erforschung des Zeptometerskala.

Das Team identifizierte Signale dafür, dass ein neutrales B-Meson in ein Myon und ein Antimyon zerfiel. Laut dem Standardmodell ist diese spezifische Transformation extrem selten; sie tritt nur einmal bei jeder zehn Milliarden Zerfälle neutraler B-Mesonen auf. Während Mesonen häufig zerfallen, ist das resultierende Myon-Antimyon-Paar aufgrund des überwältigenden Hintergrunds anderer Teilchenwechselwirkungen außergewöhnlich schwer zu isolieren.

„Physiker jagen diesem Zerfall seit mehr als 40 Jahren nach“, erklärte Marco Santimaria, der die internationale Analysegruppe mitleitete. „Für das Herauspicken der Myonen aus dem überwältigenden Hintergrund ist extreme Präzision erforderlich.“

Der Nachweis wurde durch jüngste Upgrades am Large Hadron Collider (LHC) ermöglicht, die 2024 abgeschlossen wurden und eine schnellere Datensammlung erlaubten. Zudem kamen neue maschinelle Lernverfahren zum Einsatz, um das Hintergrundrauschen zu unterdrücken. Diese technologischen Fortschritte ermöglichten es den Forschern, die schwachen Signale dieser seltenen Zerfälle von Beauty-Teilchen zu isolieren.

Die Ergebnisse stimmen derzeit mit bestehenden physikalischen Vorhersagen überein. Dieser Nachweis dient jedoch als grundlegender Schritt zur Untersuchung des Zeptometerskala, in der Entfernungen in Zeptometern gemessen werden. Ein typisches Atom hat einen Durchmesser von etwa 100.000 Millionen Zeptometern – ein Größenunterschied, der dem zwischen einem Menschen und einer einzelnen Hautzelle entspricht.

Jenseits des Zeptometerskala liegen noch kleinere theoretische Skalen wie die Planck-Länge, die etwa 60 Billionen Mal kleiner ist als ein Zeptometer. Ob physikalische Strukturen auf diesem Niveau existieren oder ob die aktuelle Physik dort vollständig zusammenbricht, bleibt unbekannt. Der Zugang zu dieser Mikrowelt könnte jedoch Einblicke in das Universum während seines ersten infinitesimalen Bruchteils einer Sekunde nach dem Urknall liefern.

Vieles, was im Zeptometerskala geschieht, bleibt vorerst spekulativ. Zukünftige Messungen werden bestimmen, ob Phänomene existieren, die über die Vorhersagen des Standardmodells hinausgehen.

A.Gonzalez--LGdM