Ein britisches Physikerteam hat nach einer jahrzehntelangen Suche von mehr als vierzig Jahren erstmals konkrete Beweise für einen äußerst seltenen Teilchenverfall erbracht. Die am 3. November 2026 veröffentlichten Daten bringen die Forschung dem sogenannten Zeptoverse näher – einer Welt, die rund hundert Milliarden Mal kleiner ist als ein Atom.
Ein seltener Zerfall im Large Hadron Collider
Die Messungen stützen sich auf das LHCb-Experiment am Large Hadron Collider (LHC) des europäischen Kernforschungszentrums CERN an der schweizerisch-französischen Grenze. Dort spüren Wissenschaftler Prozesse auf, die unter extremen Bedingungen stattfinden. Im Fokus stand ein subatomares Teilchen, das ein Beauty-Quark enthält, fachlich als Bd bezeichnet.
Dieser Zustand zerfällt in ein Myonen-Paar. Laut den im CERN vorgestellten Ergebnissen ereignet sich dieser Prozess lediglich bei einem von jeweils zehn Milliarden Beauty-Teilchen. Wegen dieser extremen Seltenheit suchten Physiker seit dem Jahr 1984 nach diesem Signal. Marco Santimaria, der das 19-köpfige internationale Analyseteam leitete, erklärte laut CERN, dass die exakte Bestimmung der Myonen aus dem immensen Hintergrundlärm eine enorme Präzision erfordert habe.
An der wissenschaftlichen Untersuchung wirkten insgesamt rund zwanzig Physiker aus Ländern wie Deutschland, Großbritannien, Italien, den Niederlanden und Spanien mit. Die dabei gewonnenen Messdaten helfen zudem bei der präzisesten Vermessung eines weiteren seltenen Zerfalls namens „Bs to mu, welcher erstmals im Jahr 2015 durch das LHCb-Experiment nachgewiesen worden war.
Technische Aufrüstung und verbesserte Detektoren
Ermöglicht wurde der Fortschritt durch eine umfassende Modernisierung des LHCb-Detektors. Dank dieser Investitionen – an denen 28 Länder mit einer Summe von 150 Millionen Pfund beteiligt waren – zeichnet die Anlage Kollisionen mit der fünffachen Rate der früheren Betriebsjahre auf (Metro). Zu den zentralen Elementen gehört der von der University of Liverpool montierte VELO-Detektor, der nur fünf Millimeter von den Teilchenstrahlen entfernt positioniert ist (Übersicht der University of Liverpool).
Die britischen Forscher kombinierten neue Messungen aus den Jahren 2024 und 2025 mit früheren Datensätzen aus der Laufzeit zwischen 2011 und 2018 (Übersicht von UKRI). Mithilfe von maschinellem Lernen filterte das Team das Rauschen heraus. Die statistische Signifikanz erreichte dabei den Wert von 3,2 Standardabweichungen. Damit ist die Marke von drei Sigma überschritten, die als erster wissenschaftlicher Nachweis gilt, während die in der Teilchenphysik geforderte Fünf-Sigma-Schwelle für eine vollständige Entdeckung noch aussteht.
Ein Blick in das Zeptoverse und mögliche Spuren dunkler Materie
Dr. Harry Cliff von der University of Cambridge, der die Analyse leitete, beschrieb die Bedeutung der Daten gegenüber der BBC und weiteren Medien (The Times of India):
Wir klopfen an die Tür dieses Zeptoversums.
Dr. Harry Cliff, Physiker an der University of Cambridge, der die Analyse der Daten leitete
Das durchdrungene Längenskalen-Niveau von etwa 100 Zeptometern erlaubt es, physikalische Phänomene in einer Region zu betrachten, in der hypothetische Teilchen vermutet werden. Solche Unregelmäßigkeiten im Verhalten der Beauty-Mesonen könnten den Weg bereiten, um offene Fragen wie die Natur der dunklen Materie oder das Ungleichgewicht von Materie und Antimaterie im Universum zu klären (The Times of India). Die Ergebnisse stimmen im Rahmen der Messgenauigkeit mit den Vorhersagen des Standardmodells der Teilchenphysik überein, bieten jedoch neue Anknüpfungspunkte für künftige Untersuchungen (UKRI).
Auch interessant
