Panorama

Myon-Zerfall unter der Lupe

01.04.2021 - Projekt untersucht den Zerfall des Elementarteilchens in drei Elektronen.

Mit einem Förderantrag für eine neue Forschungsgruppe in der Physik ist die Universität Heidelberg in der jüngsten Bewilligungs­runde der Deutschen Forschungs­gemeinschaft (DFG) erfolgreich: Im Rahmen eines Experiments werden Wissenschaftler aus Heidelberg, Karlsruhe und Mainz gemeinsam mit internationalen Partnern aus der Schweiz und England mithilfe eines hochmodernen Teilchen­detektors nach einem möglichen Zerfall des Myons in drei Elektronen suchen. 
 

Die Sprecherfunktion der Forschungs­gruppe „Suche nach Verletzung der Lepton-Familienzahl mit dem Mu3e-Experiment“ übernimmt André Schöning vom Physikalischen Institut der Ruperto Carola. Für einen Zeitraum von vier Jahren stellt die DFG rund 4,6 Millionen Euro Fördermittel zur Verfügung.

Im Standardmodell der Teilchenphysik gilt der Zerfall eines Myons in drei Elektronen als extrem unwahrscheinlich, wird aber in einigen Modellen vorhergesagt. „Das Myon, das etwa 200 mal schwerer ist als das Elektron, ist kein stabiles Teilchen, sondern zerfällt mit einer Lebensdauer von etwa zwei Mikro­sekunden gewöhnlich in ein Elektron, ein Neutrino und ein Antineutrino. Teilchen­physiker in aller Welt suchen nach neutrinolosen Zerfällen des Myons“, erläutert Schöning. Durch die Anwendung neuester Technologien bei der Instrumentierung der Teilchen­detektoren wollen die Heidelberger Physiker die Sensitivität um den Faktor 10.000 steigern, um diesen bislang nicht nach­gewiesenen Zerfall in drei Elektronen nachzuweisen.

Die Heidelberger Teilchenphysiker sind mit zwei Arbeitsgruppen am Mu3e-Experiment beteiligt. Am Physikalischen Institut werden unter Leitung von Schöning wichtige Komponenten für den ultradünnen Silizium­pixel-Detektor gefertigt. Eine Arbeitsgruppe unter Leitung von Hans-Christian Schultz-Coulon am Kirchhoff-Institut für Physik stellt wesentliche Teile für das Pikosekunden schnelle Zeit­erfassungs­system her. Ebenso beteiligt am Aufbau und der Inbetrieb­nahme des Mu3e-Experiments am Paul-Scherrer Institut in der Schweiz sind Forscherinnen und Forscherinnen der Universität Mainz, des Karlsruher Instituts für Technologie sowie aus Großbritannien und der Schweiz.

U. Heidelberg / DE

Weitere Infos