Quantenelektrodynamik vor „Redesign“?

Protonenradius kleiner als angenommen

Garchinger Forscher um den Physiker Randolf Pohl haben eine für Theoretiker möglicherweise höchst unangenehme Entdeckung gemacht. Demnach ist der (Ladungs-)Radius des Protons − neben dem Neutron ein Grund-Baustein der Atomkerne − kleiner als bislang angenommen. Statt 0,8768 Femtometer (1 fm = 10-15 m) soll er nur mehr 0,84184 fm betragen. Das sind zwar nur 35 Milliardstel eines Millionstel Millimeters, hätte aber weit reichende Konsequenzen für die Quantenelektrodynamik (QED), welche die Wechselwirkung zwischen Materie und elektromagnetischen Feldern beschreibt. Vor allem die so genannte Rydberg-Konstante wird durch den geänderten Ladungsradius tangiert. Diese spielt bei der Berechnung der Spektrallinien der Atome eine maßgebliche Rolle und gilt als „Fels in der Brandung“ (Pohl) unter den Naturkonstanten. Mit einer relativen Standardabweichung von 6,6 * 10-12 ist sie die am genauesten messbare Konstante überhaupt. Im schlimms-ten Fall steht die gesamte QED vor einem „Redesign“. Doch Ralf Pohl sieht die Lage erstmal weniger dramatisch: „Ich gehe davon aus, dass bei der Rechnung irgendwo ein Fehler gemacht wurde, weil die Theorie der Quantenelektrodynamik sehr konsistent und gut belegt ist.“ Für ihre Messung nutzten die Forscher so genannten myonischen Wasserstoff. Dabei umkreist statt eines Elektrons ein Myon den Wasserstoffkern. Myonen haben dieselbe elektrische Ladung wie ein Elektron, sind aber 200 Mal schwerer. Daher hält sich ein Myon enger am Atomkern auf und ist somit sensibler für dessen räumliche Ladungsausdehnung.    (DS)

Quelle: www.weltderphysik.de