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Proton und Antiproton genau vermessen

Physik der Elementarteilchen, Teilchenbeschleuniger; insbs. eine einführende Artikelserie in das Thema
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Frank
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Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von Frank » 18. Aug 2015, 21:41

Die Fertigkeiten, die sich die BASA-Forscher in ihren bisherigen Messungen angeeignet haben, wollen sie nun nutzen, um weiter nach Unterschieden zwischen Materie und Antimaterie zu fahnden. "Sehr vielversprechend, um Differenzen zwischen Materie und Antimaterie aufzuspüren, sind die magnetischen Momente des Protons und Antiprotons", so Ulmer. Das magnetische Moment des Protons haben die Forscher bereits vermessen. Jetzt wollen sie den entsprechenden Wert des Antiprotons ermitteln. "Wir haben gerade wieder angefangen zu messen", berichtet Ulmer. So hoffen die Forscher bald brauchbare Hinweise zu finden, warum unsere Welt existiert.
:sp:

http://www.astronews.com/news/artikel/2 ... -018.shtml
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von seeker » 19. Aug 2015, 13:20

Hintergrund ist das Rätsel, warum wir hier bei uns nur (bzw. überhaupt) Materie sehen, denn kurz nach dem Urknall hätte eigentlich genau gleich viel Materie wie Antimaterie entstehen müssen, die sich dann anschließend gegenseitig annihiliert haben müsste, womit es eigentlich nur Strahlung im Universum geben dürfte.
Dem ist offenbar nicht so.
Deshalb sucht man so angestrengt nach Unterschieden zwischen Materie und Antimaterie.

Eine weitere Möglichkeit zur Erklärung wäre es, wenn das Elektron ein elektrisches Dipolmoment hätte, so wie es von modernen Supersymmetrie-Modellen vorhergesagt wird, die gleichzeitig eine Erklärung für die gefundene Dominanz der normalen Materie bereitstellen könnten.
Dahingehende Experimente sind am Laufen, siehe z.B. hier:
http://www.jara.org/de/research/jara-fa ... polmoment/

Leider sieht es aber an der Front gerade auch nicht besonders gut aus:

Zu rund für die Supersymmetrie
Physiker haben mit extremer Präzision die Form des Elektrons bestimmt. Seine nahezu perfekte Kugelgestalt bringt jetzt die Physik in Nöte.
http://www.spektrum.de/news/praezisions ... de/1214120

Eine weitere bestehende Erklärungsmöglichkeit für die bei uns sichtbare Dominanz der Materie wäre natürlich den Zufall zu bemühen:
Falls das Universum nur groß genug wäre (seehr, seehr groß oder gar unendlich groß), dann müsste es darin auch schon kurz nach dem Urknall Regionen gegeben haben, die heute eine Größe unserer heutigen Hubblesphäre einehmen, wo sich kurz nach dem Urknall zufällig etwas mehr Materie konzentriert hätte als Antimaterie.
Unsere Hubblesphäre wäre in dem Fall nur ein mikroskopisch kleiner Teil des Gesamtuniversums und es gäbe auch ebenso mikroskopische Bereiche wo die Antimaterie dominant wäre und sehr sehr große Bereiche, wo praktisch nur Strahlung existiert.
Zur Erklärung, warum wir uns dann ausgerechnet in so einem kleinen Matere-dominierten Bereich wiederfinden (das würde ja dann zunächst extrem unwahrscheinlich erscheinen) kann dann das anthropische Prinzip dienen: Andernfalls gäbe es uns nicht!
Problem bei dieser Erklärung: Schöne Geschichte! Aber weise doch einmal bitte nach, dass das Universum wirklich diese extrem großen Ausmaße hat!
Gegenargument: Weise doch du dann bitte nach, dass es diese Ausmaße nicht hat!


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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von gravi » 19. Aug 2015, 19:50

Allgemein geht man meines Wissens ja von einer Verletzung der CP- Symmetrie aus, die zum Zeitpunkt der Paarvernichtung geherrscht haben könnte. Mit einer winzigen Verlagerung des Gleichgewichtes zum Vorteil der Materie. Hätte es das (oder etwas anderes?) nicht gegeben, wäre wirklich nur Strahlung im Kosmos - ein deSitter- Universum.

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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von tomS » 19. Aug 2015, 20:52

Seine nahezu perfekte Kugelgestalt bringt jetzt die Physik in Nöte.
Warum ist die Physik in Nöten, wenn immer mehr Argumente gegen die SUSY sprechen? Welche sprechen denn für die SUSY? Ungebrochene SUSY wäre elegant, gebrochene dagegen extrem hässlich.
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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von seeker » 20. Aug 2015, 12:43

Na ja, ich denke, dass so Magazine wie das Spektrum halt manchmal dick auftragen, so ne Titelzeile verkäuft sich wohl besser.
Wichtig ist doch die Botschaft, dass die Susy zumindest in den "schönen" Varianten langsam immer mehr unter Druck zu geraten scheint, die symmetrischen Susy-Varianten sind also wohl in Nöten, nicht unbedingt die Physik.
Wenn's aber nicht die Susy sein sollte, was dann? Das ist dann wohl doch irgendwo die Not der Physik, würde ich sagen.
gravi hat geschrieben:Allgemein geht man meines Wissens ja von einer Verletzung der CP- Symmetrie aus, die zum Zeitpunkt der Paarvernichtung geherrscht haben könnte.
Es ist aber immer noch überhaupt nicht klar, ob das ausreicht, um die beobachtete Materiedominanz zu erklären und warum es überhaupt eine CP-verletzung gibt.
Bis das geklärt ist, ist das eine plausibel klingende Geschichte, mehr nicht.

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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von tomS » 20. Aug 2015, 16:06

Es gibt zwei verschiedene Mechanismen für CP-Verletzung im Rahmen des Standardmodells, nämlich zum einen die experimentell nachgewiesene Mischung der Fermionen-Flavors aufgrund der CKM-Mischungsmatrix der el.-schw. WW, zum anderen einen theoretisch zulässigen jedoch (bisher) experimentell ausgeschlossenen, nicht-verschwindenden theta-Winkels der starken Wechselwirkung.

https://en.wikipedia.org/wiki/CP_violation

Desweiteren existieren nicht-perturbative Effekte, sogenannte Sphaleronen der el.-schw. WW., die darüberhinaus zu einer Baryogenese beigetragen haben könnten:

https://en.wikipedia.org/wiki/Sphaleron
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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von gravi » 20. Aug 2015, 19:57

Demnach ist die CP- Verletzung bereits bei K- Mesonen beobachtet worden.
Bleibt abzuwarten, ob herausgefunden wird, dass sie tatsächlich bei der Baryogenese eine Rolle spielte. Da heißt es: Erst mal Tee trinken...

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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von tomS » 21. Aug 2015, 01:00

Sie spielt eine Rolle. Aber der im SM vorhandene Mechanismus gem. CKM (wie bei den Kaonen) ist sicher zu klein.
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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von deltaxp » 25. Aug 2015, 13:13

tomS hat geschrieben:
Seine nahezu perfekte Kugelgestalt bringt jetzt die Physik in Nöte.
Warum ist die Physik in Nöten, wenn immer mehr Argumente gegen die SUSY sprechen? Welche sprechen denn für die SUSY? Ungebrochene SUSY wäre elegant, gebrochene dagegen extrem hässlich.
für die susy spricht glaub ich das hierarchieproblem (auch ohne stringtheory), vielleicht auch die Kleinheit der kosmologischen konstante (wobei eine exacte susy ja ne 0 ergeben würde)

da mag ichs doch liebr wenn unser universum ne schiefe nase hat, im falle einer ungebrochenen susy wären wir ja gar nicht hier, um darüber zu diskutieren. das wäre doch ne ziemlich langweilige welt. aber Theoretiker haben da sicher noch noch ne ganze menge anderer theoretischen Möglichkeiten inpetto

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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von tomS » 25. Aug 2015, 13:38

deltaxp hat geschrieben:für die susy spricht glaub ich das hierarchieproblem
ok
deltaxp hat geschrieben:... vielleicht auch die Kleinheit der kosmologischen konstante (wobei eine exacte susy ja ne 0 ergeben würde)
half way

http://xxx.lanl.gov/pdf/astro-ph/0004075v2.pdf
Gruß
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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von deltaxp » 26. Aug 2015, 12:55

das half way hab ich verstanden, liegt halt daran dass wir nicht in einer supersymmetrischen welt, sondern wenn dann in einer gebrochenen supersymmetrischen welt leben.

aber selbst wenn man mal annähme dass aufgrund der supersymmetrie (oder eines anderen noch nicht bekannten effektes) sich die quantenfluktationsbeiträge zur vakuumenergie aufhöben, selbst dann blieben doch noch die in den paper erwähnten beiträge von den potentialdifferenzen der elektro-schwachen und des qcd-übergangs übrig, was ja auch nochmal ~10^45 bis 10^55 Größenordnungen wären. zumindest ersterer ist seit der Entdeckung des higssfeldes ja nunmehr doch recht sicher. oder bring ich da was durcheinander.

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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von deltaxp » 28. Aug 2015, 09:20

Tom, da gibt es ja noch ein Argument für die Supersymmetrie. also was Theoretiker so gerne haben, das treffen der 3 kopplungsstärken bei der GUT-skala

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Re: Proton und Antiproton genau vermessen

Beitrag von tomS » 28. Aug 2015, 11:02

Stimmt; das ist aber ein sehr theoretisches Argument.
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