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Teilchenphysik: Das Neutron bleibt symmetrisch

Sind die Ladungen innerhalb der elektrisch neutralen Kernbausteine ungleichmäßig verteilt? Die Entdeckung hätte tief greifende Folgen für das physikalische Weltbild. Jetzt bringen neue Präzisionsmessungen bessere Daten – und vorläufige Ernüchterung.
Atommodell

Das Neutron – unverzichtbares Bauteil aller Atomkerne mit mehr als einem Proton – ist nach außen hin zwar elektrisch neutral. Aber es setzt sich aus geladenen Bestandteilen zusammen. Diese wiederum könnten in seinem Inneren unsymmetrisch angeordnet sein. Dann würden sie das ganze Teilchen in einem elektrischen Feld ausrichten wie eine Kompassnadel im Magnetfeld. Das Neutron besäße ein so genanntes elektrisches Dipolmoment.

Ein solches ist Bestandteil verschiedener Theorien, die das Standardmodell der Teilchenphysik erweitern und grundlegende Fragen zu den Vorgängen in den ersten Augenblicken nach dem Urknall beantworten sollen. Darum suchen Physiker schon seit Jahrzehnten nach einem elektrischen Dipolmoment des Neutrons. Das Problem: Sofern es überhaupt eines gibt, müsste es winzig sein – und die Experimente entsprechend empfindlich …

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Sterne und Weltraum – Highlights am Himmel: Die spektakulärsten Ereignisse des Jahres 2026

In dieser Ausgabe von »Sterne und Weltraum« haben wir wieder die spannendsten Beobachtungshighlights des kommenden Jahres für Sie zusammengestellt. Außerdem: Warum die Entstehung neutronenarmer Kerne im Sonnensystem Rätsel aufgibt und welcher neu entdeckte kernphysikalische Prozess die Lösung sein könnte. Wir zeigen, welche Störeffekte die Jagd nach Exoplaneten erschweren, und werfen einen Blick auf Earendel – den vermeintlich ältesten Stern des Universums, der sich vielleicht doch als Sternhaufen entpuppt. Jubiläum: Die Geschichte der traditionsreichen Sternwarte Sonneberg in Thüringen, die im Dezember 2025 ihr 100-jähriges Bestehen feiert.

Spektrum der Wissenschaft – Eine Theorie von allem: Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen?

Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen? In der aktuellen Ausgabe der PMT haben wir Beiträge für Sie zusammengestellt, in denen Forscherinnen und Forscher über die Ergebnisse ihrer Suche nach einer fundamentalen Theorie unserer Welt berichten. Entstanden ist eine erkenntnisreiche Sammlung an Beiträgen über die Quantennatur der Raumzeit, denkbaren Experimenten zum Nachweis von Gravitonen, Schwarzen Löchern, der Theorie der Quantengravitation, teleparalleler Gravitation und vielem mehr. Lesen Sie, welche Fortschritte es in den letzten Jahren gab, die Gesetze der Quantenwelt mit den geometrischen Konzepten von Raum und Zeit zu vereinigen, und welche Hürden dabei noch zu überwinden sind.

Spektrum Kompakt – Teilchenphysik

Die theoretischen Methoden der Teilchenphysik können nicht mehr mit den experimentellen mithalten, obwohl die meisten Gleichungen prinzipiell bekannt sind. Aber viele Fragen sind noch offen: Wie genau sollte das Pfadintegral benutzt werden? Und warum lassen sich Quarks nie einzeln beobachten?

  • Quelle

Abel, C. et al.: Measurement of the permanent electric dipole moment of the neutron. Physical Review Letters 124, 2020

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