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Fünfte Naturkraft bleibt fragwürdig

US-Forscher hatten von der Entdeckung einer angeblichen fünften Naturkraft berichtet. Ihre Erkenntnisse wurden nun von zwei Wissenschaftsteams nachgeprüft – und konnten nicht bestätigt werden.

Hier werden nahezu lichtschnelle Wasserstoffatomkerne aufeinandergeschossen: Der Fermilab-Beschleuniger Tevatron in der Nähe von Chicago.
Hier werden nahezu lichtschnelle Wasserstoffatomkerne aufeinandergeschossen: Der Fermilab-Beschleuniger Tevatron in der Nähe von Chicago.
Keystone

Vier Naturkräfte sind bekannt: Starke Kernkraft, elektromagnetische Kraft, schwache Kernkraft und Schwerkraft. Die Spekulationen um eine fünfte fundamentale Naturkraft, welche vor zwei Monaten aufgetaucht waren, haben herbe Dämpfer erhalten.

Physiker am US-Beschleunigerzentrum Fermilab konnten angeblich ungewöhnliche Phänomene in ihren Daten nicht verifizieren, von denen Forscher desselben Zentrums berichtet hatten.

Auch Wissenschaftler am europäischen Teilchenforschungslabor Cern bei Genf konnten die Beobachtungen bislang nicht bestätigen. «Unsere Experten haben ihre Daten aus dem Jahr 2010 angesehen und nichts gefunden», sagte Cern-Sprecher James Gillies.

Zusätzliche Analyse

«Allerdings sind das auch noch nicht genug Daten, damit wir etwas erwarten würden», fügte Gillies hinzu. Daten aus 2011 würden nun zusätzlich analysiert und sollen Ende Juli auf einer Fachkonferenz vorgestellt werden.

Am Fermilab-Beschleuniger Tevatron werden wie auch am Cern nahezu lichtschnelle Wasserstoffatomkerne aufeinander geschossen. Bei der Kollision zerplatzen diese Atomkerne, und es entsteht ein Regen anderer Elementarteilchen. Auf diese Weise hatte das Fermilab 1995 etwa das Top-Quark entdeckt, einen der letzten fehlenden Steine im Baukasten der Natur.

Zwei Detektoren beobachten die Teilchenkollisionen unabhängig voneinander, CDF und D0. Physiker der CDF-Arbeitsgruppe hatten Anfang April von einem Überschuss bestimmter Kollisionsprodukte berichtet, der auf ein bislang unentdecktes Teilchen oder sogar eine unbekannte Naturkraft hindeutete.

Riesige Datenmengen

Heute sind vier Naturkräfte bekannt: Starke Kernkraft, elektromagnetische Kraft, schwache Kernkraft und Schwerkraft. Der Bericht hatte ein weltweites Medienecho ausgelöst. Für eine tatsächliche Entdeckung war der Überschuss aber nach den Gepflogenheiten der Physik zu klein, ausserdem fehlte eine unabhängige Bestätigung.

Forscher des Schwesterexperiments D0 analysierten daraufhin ihre Daten. «Wir haben in über 200'000 Milliarden Teilchenkollisionen gesucht, und wir sehen keinen Überschuss wie er von CDF berichtet wurde», sagte D0-Sprecher Dimitri Denisov in einer Mitteilung des Fermilabs. Die Ergebnisse sind beim Fachblatt «Physical Review Letters» eingereicht.

«Genau so funktioniert Wissenschaft», ergänzte Denisovs Kollege Stefan Söldner-Rembold. «Die unabhängige Bestätigung jeder neuen Beobachtung ist das Kernprinzip wissenschaftlicher Forschung. Am Tevatron haben wir zwei Experimente, die von der Auslegung her in der Lage sind, sich gegenseitig zu überprüfen.»

Seltene Abweichungen

Die CDF-Gruppe erweiterte unterdessen ihre Analyse auf einen grösseren Datensatz. Das bislang unerklärte Signal wurde damit deutlicher, berichten die Physiker auf ihrer Internetseite. In den vergangenen zehn Jahren haben die beiden Teams nach Fermilab-Angaben mehr als 500 Messungen von Teilchenphysik-Prozessen veröffentlicht.

Zu 99 Prozent stimmen die Ergebnisse überein. Nur sehr selten gibt es Abweichungen. Eine Taskforce von Forschern beider Detektoren soll nun die Datenauswertung beider Gruppen analysieren, um zu klären, warum sie in diesem Fall zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen.

SDA/kpn

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