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Standardmodell: Für die Supersymmetrie wird es enger

Detektor ATLAS

Erstmals gelang es Teilchenphysikern am Large Hadron Collider (LHC) des CERN in Genf den Zerfall eines Bs-Mesons zu beobachten – ein Ereignis, das laut dem Standardmodell extrem selten vorkommen soll: Nach den Berechnungen von Johannes Albrecht der LHCb-Detektorgruppe und seinen Kollegen passiert dies tatsächlich nur einmal pro 300 Millionen Zerfälle. Bs-Mesonen – "s" für Strangeness – sind Teilchen, die aus einem schweren Bottom-Anti-Quark und einem anderen Quark zusammengesetzt sind, in diesem Fall ein Strange-Quark (beziehungsweise aus den jeweiligen Antiteilchen). Der Grund für die extrem seltenen Ereignisse ist, dass der Zerfall im Standardmodell durch verschiedene Effekte unterdrückt wird.

Diese geringe Rate bestätigt also das Standardmodell, doch bringt es dessen Erweiterung in Kalamitäten: die Supersymmetrie, kurz Susy, die den Erklärungsansatz für die Dunkle Materie oder massereichere supersymmetrischen Partner der bisher bekannten Elementarteilchen liefern soll. Einige Forscher postulierten beispielsweise, dass die Dunkle Materie aus supersymmetrischen Partikeln besteht, die bislang aber noch nie nachgewiesen werden konnten. Würden die Superteilchen tatsächlich existieren, müsste der Mesonen-Zerfall jedoch wesentlich häufiger stattfinden, als es das Standardmodell vorsieht – zumindest in den meisten Susy-Theorien. "Die Vorstellung der Supersymmetrie wird von diesen Messungen zwar noch nicht ausgeschlossen, aber doch stark eingeschränkt", kommentierte entsprechend der Sprecher der LHCb-Experimente Pierluigi Campana in einer Stellungnahme. "Diese Messungen sind eine Art Testlauf des Standardmodells, das sich heute gesünder präsentiert als gestern."

Zuvor schon hatten Resultate vom LHC wie auch vom Tevatron-Beschleuniger des Fermilabs im US-amerikanischen Batavia das Spektrum der möglichen Zerfallsraten so weit eingeengt, dass sie sich mit den vom Standardmodell vorhergesagten problemlos vereinbaren lassen. Die daraus abgeleitete Obergrenze für die Zerfallsrate näherte sich kontinuierlich dem vom Standardmodell vorhergesagten Wert an und lag zuletzt nur noch um den Faktor 1,2 darüber. Diese Vorgaben waren allerdings noch nicht so aussagekräftig, dass sie Susy oder andere Theorien gänzlich hätten ausschließen können. Dies ist mit den nun gemessenen Zerfällen zwar immer noch nicht möglich, denn auch manche Versionen der Supersymmetrie erlauben extrem niedrige Zerfallsraten, doch ihre Rückzugsräume werden enger.

46. KW 2012

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 46. KW 2012

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