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Myon liefert Indizien für neue Physik

Physik der Elementarteilchen, Teilchenbeschleuniger; insbs. eine einführende Artikelserie in das Thema
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Frank
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Myon liefert Indizien für neue Physik

Beitrag von Frank » 8. Apr 2021, 16:38

Spannende Diskrepanz: Das Myon – der schwere Bruder des Elektrons – verhält sich anders als es sollte, wie aktuelle Messungen des Myon-g-2-Experiments bestätigen. Demnach weicht das anomale magnetische Moment des Elementarteilchens um 4,2 Standardabweichungen von dem im physikalischen Standardmodell vorhergesagten ab. Das könnte darauf hindeuten, dass das Myon mit noch unerkannten Teilchen oder Kräften wechselwirkt.
https://www.scinexx.de/news/technik/myo ... ue-physik/

Ist das jetzt mal wieder viel Rauch um nichts(oder nicht viel)?

Welche unbekannte Teilchen könnten das sein? (Ich weiß das sie unbekannt sind und deswegen kennt man sie auch nicht ;a )
Und was heißt eigentlich eine "neue Physik" ? Es werden ja wohl nicht die "alten Erkenntnisse über Bord geworfen?

Spannend ist es aber für mich als Laie schon, denn wenn man dadurch z.B. der Dunklen Materie auf die Spur kommen könnte, wäre das ja schon eine Sensation.
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Myon liefert Indizien für neue Physik

Beitrag von FKM » 8. Apr 2021, 17:19

Frank hat geschrieben:
8. Apr 2021, 16:38
Spannende Diskrepanz: Das Myon – der schwere Bruder des Elektrons – verhält sich anders als es sollte, wie aktuelle Messungen des Myon-g-2-Experiments bestätigen. Demnach weicht das anomale magnetische Moment des Elementarteilchens um 4,2 Standardabweichungen von dem im physikalischen Standardmodell vorhergesagten ab. Das könnte darauf hindeuten, dass das Myon mit noch unerkannten Teilchen oder Kräften wechselwirkt.
https://www.scinexx.de/news/technik/myo ... ue-physik/

Ist das jetzt mal wieder viel Rauch um nichts(oder nicht viel)?
Nach einer anderen aktuellen Meldung hätten die Messungen das Standardmodell viellecht noch präziser bestätigt, wenn man die theoretische Vorhersage (mit Supercomputern) genauer rechnet:

https://scilogs.spektrum.de/relativ-ein ... -entdeckt/
Oder https://www.quantamagazine.org/muon-g-2 ... s-20210407

Preprint des Originalartikels: https://arxiv.org/pdf/2002.12347.pdf

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Frank
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Re: Myon liefert Indizien für neue Physik

Beitrag von Frank » 8. Apr 2021, 18:15

FKM hat geschrieben:
8. Apr 2021, 17:19
Frank hat geschrieben:
8. Apr 2021, 16:38
Spannende Diskrepanz: Das Myon – der schwere Bruder des Elektrons – verhält sich anders als es sollte, wie aktuelle Messungen des Myon-g-2-Experiments bestätigen. Demnach weicht das anomale magnetische Moment des Elementarteilchens um 4,2 Standardabweichungen von dem im physikalischen Standardmodell vorhergesagten ab. Das könnte darauf hindeuten, dass das Myon mit noch unerkannten Teilchen oder Kräften wechselwirkt.
https://www.scinexx.de/news/technik/myo ... ue-physik/

Ist das jetzt mal wieder viel Rauch um nichts(oder nicht viel)?
Nach einer anderen aktuellen Meldung hätten die Messungen das Standardmodell viellecht noch präziser bestätigt, wenn man die theoretische Vorhersage (mit Supercomputern) genauer rechnet:

https://scilogs.spektrum.de/relativ-ein ... -entdeckt/
Oder https://www.quantamagazine.org/muon-g-2 ... s-20210407

Preprint des Originalartikels: https://arxiv.org/pdf/2002.12347.pdf

Vielen Dank, aber das verwirrt mich immer noch mehr. Ich dachte, diese Rechnungen wären schon sehr aufwendig und genau? :?
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Myon liefert Indizien für neue Physik

Beitrag von Skeltek » 8. Apr 2021, 22:38

Ich halte den Teilchenbegriff für altmodisch :)
Entdeckt, errechnet und begründet durch Symmetrien usw bleibt der Teilchenzoo trotzdem was er ist. Die Manifestation von Eigenschaften, welche in der Summe gewisse Erhaltungssätze nicht verletzen dürfen.
Gödel für Dummies:
  • Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
  • Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
  • Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.

ralfkannenberg
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Re: Myon liefert Indizien für neue Physik

Beitrag von ralfkannenberg » 8. Apr 2021, 23:17

Frank hat geschrieben:
8. Apr 2021, 18:15
FKM hat geschrieben:
8. Apr 2021, 17:19
wenn man die theoretische Vorhersage (mit Supercomputern) genauer rechnet:

https://scilogs.spektrum.de/relativ-ein ... -entdeckt/
Vielen Dank, aber das verwirrt mich immer noch mehr. Ich dachte, diese Rechnungen wären schon sehr aufwendig und genau? :?
Hallo Frank,

ich denke, dass Markus Pössel das (wieder einmal) ausgezeichnet und auch laienverständlich zusammengefasst hat.


Freundliche Grüsse, Ralf

ralfkannenberg
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Re: Myon liefert Indizien für neue Physik

Beitrag von ralfkannenberg » 8. Apr 2021, 23:34

Skeltek hat geschrieben:
8. Apr 2021, 22:38
Ich halte den Teilchenbegriff für altmodisch :)
Entdeckt, errechnet und begründet durch Symmetrien usw bleibt der Teilchenzoo trotzdem was er ist. Die Manifestation von Eigenschaften, welche in der Summe gewisse Erhaltungssätze nicht verletzen dürfen.
Hallo Skel,

ja und nein: im Telchenzoo hattest Du schliesslich mehr Elementarteilchen als es Atome gab, doch das Standardmodell hat Klarheit hineingebracht, indem erkannt wurde, dass Baryonen ("schwere Teilchen") und Mesonen ("mittelschwere Teilchen") aus denselben Teilchen zusammengesetzt sind, konkret die schweren Teilchen aus drei von denen und die mittelschweren aus zwei von denen, Teilchen, die man dann wenig fantasievoll "quarks" genannt hat, sodass nur die Leptonen, das sind ja die "leichten Teilchen", als eigene Gruppe dieser experimentell-physikalischen historischen Notation übrigblieben.

Wobei man sich historisch da geirrt hatte, denn das "mü-Meson" ist zwar ein mittelschweres Teilchen, aber kein Konglomerat zweier Quarks, sondern ein eigenes Teilchen, und zwar ein schweres Lepton, also ein schwerer Cousin des Elektron. Das immer noch experimentell schwer zugängliche Tauon ist dann das superschwere Elektron, das sogar rund eineinhalb mal schwerer als ein Proton ist.

Wie auch immer: mt dem Standardmodell ist das wieder eine bessere Übersichtlichkeit hineingekommen, und so viele Phänomene jenseits des Standardmodelles kennt man nun auch wieder nicht:

- Neutrino-Oszillationen
- CP-Verletzung - Experimente können auf eine neue Physik jenseits des Standardmodelles hindeuten
- Dunkle Materie - alle Versuche mit der Supersysmmetrie sind bis heute gescheitert


Das Standardmodell hat bis heute allen Angriffen souverän standgehalten und wurde statt dessen noch besser bestätigt und ich brauche kein Prophet zu sein, um vorherzusagen, dass der- oder diejenige, die es "knacken", den Nobelpreis für Physik erhalten werden. Ja ich wäre gar nicht überrascht, dass es auf dem offenabr gar nicht einfachen Weg dahin mehrere solcher Nobelpreise zu verdienen gibt.


Freundiche Grüsse, Ralf

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Re: Myon liefert Indizien für neue Physik

Beitrag von Skeltek » 9. Apr 2021, 00:08

Hallo Ralf,
du hast in all den Punkten Recht.
Allerdings ist die Symmetrie eher eine Art Grundprinzip, welches dem Standarmodel half sich weiter zu entwickeln, indem es die Vorgängerversion widerlegte bzw erweiterte. Die Existenz des Symmetrieprinzips ist jedoch für sich keine Untermauerung des Standardmodels sondern für jedes physikalische Model gültig.
Wäre dieses Prinzip eine Axt und der Teilchenzoo eine Hydra, dann ist das Nachwachsen eines Kopfes nach Abschlag kein Beweis, daß das Prinzip Hydra funktioniert. Die siebenköpfige Hydra ist nicht der Beweis für die sechköpfige Hydra, sondern ihre Widerlegung.

Ich sehe jedenfalls keine Argumente für oder gegen dieses Model. Die Sache ist einfach wie sie ist und bewährte Alternativen haben wir nicht. Das Vorgehen wird immer so sein, daß man einfach nur an den Stellen ausbessert, wo es nicht passt, weil ein 'overhaul' des gesammten Models vom Prinzip des 'einfachsten Bausteines in allen Teilen' abweichen würde. Entsprechend lässt man alle Lego-Bausteine rechtwinklig mit Seitenlängen, welche einen kgT haben. Man halbiert höchstens mal einen Baustein oder teilt in in zwei Stücke 2:3 auf. Komplexere Strukturen sind unerwünscht und werden durch Ockham angehetzt systematisch reduziert. Dabei fließt eben die Komplexität von den Einzelbausteinen weg in die größeren nichtlokalen Zusammenhänge oder andere Sachverhalte. Solange unsere einzelnen Lego-Bausteine einfach sind, sind wir zufrieden. Wer Komplexität versucht im Kleinen zu reduzieren, hat halt auch primär eine bottom-up Auffassung über die Phänomenologie und Emergenz in der Welt.
Gödel für Dummies:
  • Unentscheidbarkeit - Dieser Satz ist wahr.
  • Unvollständig - Aussage A: Es existiert nur ein Element A.
  • Widersprüchlich - Dieser Satz ist falsch.

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