Forschungsförderung Neue DFG-Forschungsgruppe in der Physik
Pressemitteilung Nr. 25/2021
29. März 2021
Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert Experiment zum Zerfall des Myon-Elementarteilchens
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 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Heidelberg, Karlsruhe und Mainz gemeinsam mit internationalen Partnern aus der Schweiz und England mithilfe eines hochmodernen Teilchendetektors nach einem möglichen Zerfall des Myon-Elemetarteilchens (Mu) in drei Elektronen (3e) suchen. Die Sprecherfunktion der Forschungsgruppe „Suche nach Verletzung der Lepton-Familienzahl mit dem Mu3e-Experiment“ übernimmt Prof. Dr. 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 Myon-Elementarteilchens 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 Prof. 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 sogenannten Mu3e-Experiment beteiligt. Am Physikalischen Institut werden unter Leitung von Prof. Schöning wichtige Komponenten für den ultradünnen Siliziumpixel-Detektor gefertigt. Eine Arbeitsgruppe unter Leitung von Prof. 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.