Physik Hinweise auf neue Naturkraft nicht bestätigt

Vor zwei Monaten spekulierten US-Physiker, es könnte eine bislang unbekannte Naturkraft oder zumindest ein unbekanntes Elementarteilchen geben. Doch die Forscher im Nachbarlabor können das nicht bestätigen.

Von Christopher Schrader

Vor zwei Monaten bewegten Spekulationen Physiker in den USA, es könnte eine bislang unbekannte, fünfte Naturkraft oder zumindest ein unbekanntes Elementarteilchen geben. Diese Vermutungen haben am vergangenen Wochenende einen Dämpfer erlitten: Eine zweite Gruppe von Wissenschaftlern, die an demselben Beschleunigerring arbeitet, hat in ihren eigenen Messungen keinerlei Hinweis auf neue Physik gefunden.

Wenn DZero den neuen Partikel entdeckt hätte, den CDF aufgespürt haben soll, dann müsste hier ein Signal bei 145 GeV/c2 (Unterbrochene Linie) zu sehen sein. Die rote Spitze unterhalb 100 GeV/c2 ist eine Eigenschaft von W- und Z-Boson-Zerfall, vorhergesagt durch da Standardmodel.

(Foto: Fermilab)

Die ursprünglichen Daten waren von der Kollaboration CDF am Tevatron-Beschleuniger des Fermilab in Illinois Anfang April veröffentlicht wurden. In 253 von Milliarden Zusammenstößen hatten die Physiker die Allerweltsteilchen Elektronen und Muonen mit Energien beobachtet, die unerwartet waren.

Ende Mai berichteten die Forscher von 145 weiteren Ereignissen, auf die sie bei der Auswertung frischer Daten gestoßen waren. Aber auch die fast 400 Ereignisse erreichten noch nicht die Schwelle, ab der Elementarteilchenphysiker von einer "Entdeckung" sprechen.

Dafür müssen sie ein sogenanntes Fünf-Sigma-Resultat vorlegen. In einem Histogramm, das die Häufigkeit bestimmter Messungen verzeichnet, muss das fragliche Signal das Maß der zufälligen und systematischen Fehler also um das Fünffache übertreffen. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich trotzdem ein Zufall hinter der Häufung verbirgt, sinkt dann unter eins zu einer Million.

Die CDF-Gruppe hatte bei ihrer ersten Veröffentlichung 3,2 Sigma erreicht, die nachgereichten Daten Ende Mai brachten das Maß auf 4,1 Sigma - weiterhin unter der kritischen Schwelle. Zudem haben jetzt haben die Kollegen von D-Zero, dem zweiten Experiment am Tevatron widersprochen. Sie haben so viele Daten ausgewertet wie die CDF-Leute bei der ersten Version ihrer Veröffentlichung.

Darin zeigt sich kein Überschuss, der aufmerken lässt, also auch kein Hinweis auf unbekannte Teilchen oder Kräfte. Die Chance, dass sich unter dem unauffälligen Histogramm doch etwas Neues verbirgt, geben die D-Zero-Physiker mit eins zu 125.000 an.