Missing Link: Die verzweifelte Suche nach der neuen Physik Standardmodell Teilchenphysik
Der Large Hadron Collider ist gerade wieder angefahren worden. Während einer dreijährigen Pause, die durch die Pandemie etwas verlängert wurde, haben Physiker zahlreiche kleine Upgrades vorgenommen. Die Protonenkollisionen am LHC sollten nun eine leicht höhere Gesamtenergie erreichen, die Datenaufnahme schneller und die Detektoren empfindlicher sein.
Bis heute hat der LHC erst etwa ein Zehntel der Daten gesammelt, für die er konstruiert wurde. Da die Gesamtenergie der Kollisionen aber nicht maßgeblich gesteigert werden kann – dazu bräuchte man einen größeren Beschleuniger – bedeutet das vor allem, dass jetzt die Statistik der Daten verbessert wird. In jedem Datenset gibt es Fluktuationen, die von den Vorhersagen abweichen. Je mehr Daten man hat, desto genauer weiß man, was nur eine Fluktuation war.
So gibt es zum Beispiel schon seit den ersten LHC-Ergebnissen Hinweise darauf, dass die Zerfälle von einigen zusammengesetzten Teilchen – den sogenannten B-Mesonen – nicht so stattfinden, wie das Standardmodell der Teilchenphysik vorhersagt. Diese Anomalie ist derzeit aber nicht statistisch signifikant.
In der Teilchenphysik wird die statistische Signifikanz einer Anomalie in der Regel mit Standardabweichungen quantifiziert und in Vielfachen von Sigma angegeben. Je mehr Sigma die Abweichung, desto höher die Wahrscheinlichkeit, dass die Anomalie nicht dem Zufall zugesprochen werden kann. Die Signifikanz der B-Mesonen Anomalie ist zwischen 3 und 4 Sigma geblieben – eine neue Entdeckung würde 5 Sigma verlangen – aber verschwunden ist sie auch nicht.
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