Forschungs- & Entwicklungsinformationsdienst der Gemeinschaft - CORDIS

Die Anfechtung des Standardmodells der Physik

Wissenschaftler entwickelten neue mathematische Beschreibungen der Wechselwirkungen von Hochenergieteilchen. Die Anwendung auf experimentelle Daten verspricht Einblicke in die Existenz, oder nicht, neuer Teilchenphysikbeschreibungen, um das 40-jährige Modell zu ersetzen.
Die Anfechtung des Standardmodells der Physik
Das Standardmodell der Teilchenphysik ist wahrscheinlich die beste verfügbare Beschreibung dessen, was das Universum ausmacht und wie es interagiert. Entwickelt in den 1970er Jahren erklärt es die meisten experimentellen Ergebnisse und sagte präzise viele neue Phänomene, die seitdem entdeckt wurden, voraus. Dem Modell zufolge besteht das Universum aus 12 Materieteilchen und 4 Kräfteteilchen, die auf diese einwirken.

Sechs der Materieteilchen sind Quarks und eines der vier Kräfteteilchen ist das Gluon, dass sie zusammen zusammenklebt. Neben den Quarks, können Gluonen auch mit sich selbst eine Wechselwirkung eingehen. Auf kurze Entfernungen wurde konventionell ein mathematischer Operator, genannt Quantenchromodynamik (QCD) von Lagrange, verwendet, um Gluon-Gluon und Gluon-Quark-Wechselwirkungen zu beschreiben.

Ein mit sich selbst in Wechselwirkung stehendes Gluon-System wurde vor kurzem an der Hadron-Elektron-Ringanlage (HERA) in Deutschland beobachtet, und zu diesem Zeitpunkt wurde auch die Balitskii-Fadin-Kuraev-Lipatov (BFKL)-Gleichung berühmt für ihre Vorhersage der zugehörigen Gluon-Verteilung.

Die Forscher initiierten das EU-finanzierte Projekt 'Low-x gluon distribution from the discretised BFKL equation' (LOWXGLUE), um die Eigenschaften der Gluon-Dichte in Gluon-Gluon-Wechselwirkungen sowie in Gluon-Quark-Wechselwirkungen zu studieren, um einen Einblick in Hochenergie-Partikel Reaktionen zu erlangen.

Die Wissenschaftler entdeckten, dass die Lösung der BFKL-Gleichung das niedrige und extrem hohe Energieverhalten in einer Weise verbindet, die dem sogenannten Entkopplungstheorem widerspricht. Letzteres, wie der Name schon sagt, besagt, dass diese Verhaltensweisen in Maßstäben abgekoppelt werden, die kleiner als jene Eigenschaften der neuen Physik sind oder als der erforderlichen theoretischen Entwicklungen, um die wichtige und anerkannte Abweichungen im Standardmodell erklären.

Die Forscher von LOWXGLUE verfolgten diese Forschungslinie, um einen wesentlichen Beitrag zur Beschreibung der Daten zu machen und zu klären, wo das Entkopplungstheorem verletzt werden könnte, im Zusammenhang mit der sogenannten Infrarot-Grenze.

Die Ergebnisse von LOWXGLUE versprechen wichtige Werkzeuge für die Untersuchung des Vorliegens oder Fehlens einer neuen Physik jenseits des Umfangs des Standardmodells zu sein. Die Anpassung der experimentellen Daten, wie sie bei HERA gewonnen wurden, an die entwickelten mathematischen Modelle wird die Bereiche der Teilchenphysik und Quantendynamik voranbringen. Indem die fehlenden Teile des Standardmodells geliefert werden, nach denen so lange gesucht wurde, ist dies auch eine Möglichkeit.

Verwandte Informationen

Folgen Sie uns auf: RSS Facebook Twitter YouTube Verwaltet vom Amt für Veröffentlichungen der EU Nach oben