Der LHC - nicht nur scharf auf Higgs-Bosonen.
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Es ist die vermutlich wichtigste Entdeckung am , abgesehen vom Nachweis des Higgs-Teilchens. Die Wissenschaftler waren dennoch fast unter sich, als sie am 13. November im Auditorium des Forschungszentrums Cern in Genf feierten: Zum ersten Mal konnte der Zerfall von Bs-Mesonen in jeweils zwei Myonen registriert werden. Die Messungen fanden am LHCb-Experiment statt, einem von sechs Detektoren des größten Teilchenbeschleunigers der Welt. Obwohl die beteiligten Elementarteilchen nur kurz existieren, ist ihre Reaktion zentral für das Weltbild der Physiker – und möglicherweise der Sargnagel für die vieldiskutierte (Susy).
Lediglich fünf Zerfälle bei einer Menge von knapp zwei Milliarden Bs-Mesonen konnten die Forscher messen. Der Zerfall ist deshalb so selten, weil er nicht direkt verläuft, sondern vom Bs-Meson ausgehend über Zwischenstufen hin zu den beiden Myonen. Dabei dürfen die in einem Zwischenschritt abgestrahlten W-Bosonen nicht in irgendeine Richtung fortfliegen. Sie müssen sich wieder am Ausgangsort begegnen und dort neue Teilchenreaktionen auslösen.
Das Verhältnis von registrierten Zerfällen zur Ausgangsmenge an Bs-Mesonen gibt die Zerfallswahrscheinlichkeit der neuen Reaktion an. Ihr Wert von eins zu dreihundert Millionen stimmt sehr gut überein mit dem Standardmodell der Teilchenphysik, das die Bausteine der Materie und drei der vier Grundkräfte unserer Welt beschreibt.
Diese Ergebnisse werten die Cern-Forscher als wichtigen Erfolg. Allerdings ist die geringe Zerfallsquote ein heftiger Schlag für alle Anhänger der Theorie der Supersymmetrie. "Zumindest für die meisten Modelle der Supersymmetrie wird es jetzt sehr schwer ", urteilt und Sprecher der deutschen LHCb-Forscher.
Das enttäuscht viele Physiker, denn die Susy hätte vielleicht einen großen Nachteil des Standardmodells behoben. Es sagt nämlich rein gar nichts aus über die Dunkle Materie, die etwa 85 Prozent der Masse des Universums ausmacht. Sie konnte bislang nicht direkt beobachtet werden und verrät sich allein durch ihre Gravitationskraft, die die normale Materie im Kosmos beeinflusst.
Die Susy-Theorie sagt nun für alle Elementarteilchen im Standardmodell supersymmetrische Partner voraus. Eines dieser Susy-Teilchen wird als Baustein der Dunklen Materie heiß diskutiert. Das Problem: "Mit solchen supersymmetrischen Teilchen würde man eine wesentlich höhere Wahrscheinlichkeit für den Zerfall von Bs-Mesonen in zwei Myonen erwarten, als wir jetzt gemessen haben", sagt Uwer. Grob gesprochen gäbe es mit der durch Supersymmetrie erhöhten Zahl von Elementarteilchen einfach mehr Möglichkeiten, die Reaktionsschleifen für den Zerfall zu realisieren.
Dies bedeutet das Aus für die meisten Varianten der Susy-Theorien. Nur solche, die den Einfluss der supersymmetrischen Teilchen auf den Bs-Zerfall stark reduzieren würden, hätten noch eine Chance. Das wäre für jene Theorien der Fall, die ein extrem schweres Susy-Teilchen des Higgs-Bosons vorschlagen. Es bleibt also ein Hoffnungsschimmer für die Freunde der Symmetrie
Wolfgang Richter
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