Hinweise auf neue fundamentale Kraft oder statistische Fluktuation?

2011-04-08 Anton Rebhan

Teilchenphysiker am amerikanischen Tevatron haben Daten veröffentlicht, die darauf hinzudeuten scheinen, dass neben den bekannten schweren Eichbosonen W und Z noch ein weiteres (Z') existieren könnte.

In einem Bereich, der eher nach vollständig bekannter Physik aussah, nämlich der Produktion von Paaren von W-Bosonen, bei denen eines in Leptonen zerfällt und eines in hadronische Jets, fand das CDF-Experiment neben dem alles dominierenden peak des W-Boson bei 80 GeV einen kleineren aber ausgeprägten bump bei 150 GeV.

Nachdem solche Signale aus einem enormen Hintergrund herauszufiltern sind, ist es eine Frage der Statistik, ob dieses Signal echt oder nur eine Fluktuation ist, die bei Vergrößerung der Datenmenge auch wieder weggehen könnte. Das Signal hat einen Signifikanz-Wert von sogenannten 3σ, ab dem Physiker beginnen, aufzuhorchen - Entdeckungen brauchen mindestens 5σ - sodass jedenfalls noch Vorsicht geboten ist. Auch kleine systematische Fehler können ein Signal vortäuschen. Falls es sich aber erhärten sollte, könnte es sich als äußerst bedeutsame Entdeckung einer neuen Wechselwirkung entpuppen. Es erschienen inzwischen auch schon die ersten theoretischen Arbeiten, in denen dieses Signal mit sogannten Z'-Bosonen in Verbindung gebracht werden, an die Theoretiker schon öfters gedacht haben. Ein anderer Kandidat ist die sogenannte Technicolor-Theorie, in der das Higgs-Teilchen nicht elementar, sondern zusammengesetzt ist. Einer Gruppe von Fermilab-Theoretikern zufolge könnte man ein damit zusammenhängendes Technipion beobachtet haben.

Neben dem Schwesterexperiment D0 am Tevatron wird es vor allem an den Experimenten am LHC des CERN in Genf liegen, diese Hinweise verpuffen zu lassen oder zu einer Entdeckung zu erhärten.

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