Forschern ist die bisher genaueste Messung der Lebensdauer eines Myons – eines sehr instabilen Elementarteilchens – gelungen. Diese Messung liefert damit den Wert für die so genannte Fermi-Konstante, einen der drei Faktoren, die die Stärke der schwachen Kernkraft bestimmen. Sie ist eine der vier Grundkräfte der Natur und für Vorgänge innerhalb des Atomkerns verantwortlich, beispielsweise für die Kernfusion. Die jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlichten Ergebnisse ermöglichen eine genauere Bestimmung ihrer Stärke.
Die schwache Kernkraft ist eine der vier Grundkräfte der Natur. Obwohl wir in unserem Alltag kaum Vorgängen begegnen, die durch die schwache Kraft bestimmt werden, ist sie doch von großer Bedeutung. Einer der wesentlichen Erfolge beim Verständnis der subatomaren Welt war in den Siebzigerjahren des vergangenen Jahrhunderts bestand darin, dass Physiker gezeigt haben, dass die schwache und die elektromagnetische Kraft eigentlich zwei Aspekte einer einzelnen Wechselwirkung sind. Diese wird als elektroschwache Wechselwirkung bezeichnet und ihre Stärke wird durch insgesamt drei Parameter festgelegt – einer davon ist die Fermi-Konstante.
Lebensdauer des Myons als Schlüssel zur Stärke der schwachen Kraft
Nun hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Forschenden der Universität von Illinois, der Boston Universität und der Universität von Kentucky am Paul Scherrer Institut Experimente durchgeführt, dank denen die Fermi-Konstante nun so genau wie nie zuvor bestimmt wurde.
Der neue Wert der Fermi-Konstante wurde durch eine hochpräzise Bestimmung der Lebensdauer des Myons ermöglicht. Das Myon ist ein instabiles Elementarteilchen, das mit einer Lebensdauer von rund zwei Mikrosekunden zerfällt. Dieser Zerfall wird alleine von der schwachen Kraft bestimmt und es gibt einen recht einfachen Zusammenhang zwischen der Lebensdauer des Myons und der Stärke der schwachen Kraft.
