0,04 Prozent Genauigkeit

Axialvektor-Kopplungskonstante mit Neutronenexperimenten neu vermessen

Axialvektor-Kopplungskonstante mit Neutronenexperimenten neu vermessen

Physiker haben die schwache Axialvektor-Kopplungskonstante mit neuen Neutronenexperimenten auf 0,04 Prozent genau bestimmt. Die Naturkonstante ist wichtig, um die Kernfusion der Sonne und die Experimente des Kernforschungszentrums CERN zu verstehen.

Wien (Österreich). Wissenschaftler des Atominstituts der Technischen Universität Wien haben mit einer neuen Methode die sogenannte schwache Axialvektor-Kopplungskonstante (gA) mit einer Genauigkeit von 0,04 Prozent bestimmt. Aufgrund großer Störfaktoren und systematischer Korrekturen lieferten vorherige Messverfahren Ergebnisse, die um bis zu 30 Prozent schwankten und eine präzise Bestimmung der Naturkonstanten gA so unmöglich machten. 

In der Physik ist die schwache Axialvektor-Kopplungskonstante unter anderem nötig, um zu verstehen wie die Kernfusion der Sonne arbeitet, wie die Elemente nach dem Urknall entstanden sind und um Experimente der Teilchenphysik, die unter anderem am Europäischen Kernforschungszentrum (CERN) stattfinden, mathematisch zu überprüfen. Außerdem ist die schwache Axialvektor-Kopplungskonstante auch in der Astrophysik von großer Bedeutung, da sie bei der Erklärung helfen kann, auf welche Weise Energie im Universum auf gewöhnliche Atome und Dunkle Materie verteilt ist. 

Neutronenexperimente bestimmt Axialvektor-Kopplungskonstante gA

Laut der im Fachmagazin Physical Review Letters veröffentlichten Forschungsarbeit erfolgte die neue präzise Bestimmung der Naturkonstanten mithilfe von Neutronenexperimenten, für die am Institut Laue-Langevin in Grenoble (Frankreich) ein neuer Detektor gebaut wurde, mit dem die Physiker die Elektronen, die beim Zerfall von Neutronen freigesetzt werden, messen konnten.

Hartmut Abele erklärt, dass „die Elektronenemission nicht perfekt symmetrisch ist. Auf der einen Seite misst man ein bisschen mehr Elektronen als auf der anderen – das hängt von der Spinrichtung des Neutrons ab.“ Während des Zerfallsprozesses der Neutronen werden die freigesetzten Elektronen durch starke Magnetfelder in beiden Richtungen eingefangen und gezählt. Anhand der unterschiedlichen Verteilung lässt sich dann die schwache Axialvektor-Kopplungskonstante bestimmen.

Physical Review Letters, doi: 10.1103/PhysRevLett.122.242501

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