Das magnetische Mysterium des Myons

Forscher des JSC berechneten einen wichtigen Beitrag zum magnetischen Moment des Myons, der kürzlich in Nature veröffentlicht wurde (DOI: 10.1038/s41586-021-03418-1). Das Myon ist ein Elementarteilchen, ein kurzlebiger Cousin des Elektrons. Seit etwa 20 Jahren stimmt die Berechnung seines magnetischen Moments nicht mehr mit seiner Messung überein, was darauf hindeutet, dass ein noch unbekanntes Teilchen oder eine Kraft das Myon beeinflussen könnte. Ein Experiment am Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) in den Vereinigten Staaten hat diese rätselhafte Diskrepanz offenbar bestätigt, wie am 7. April 2021 bekannt gegeben wurde. Das Ereignis hat ein großes Medienecho ausgelöst.

Doch dank der Rechenleistung der Jülicher Supercomputer JUQUEEN, JURECA und JUWELS hat eine neue ab-initio-Berechnung die bisherigen Berechnungen in Frage gestellt und die theoretische Vorhersage näher an den experimentellen Wert gebracht. Nach diesem Ergebnis sind keine neuen Kräfte oder Teilchen notwendig, um die FNAL- und frühere Messungen zu erklären. Die neue Berechnung hat eine Genauigkeit, die mit dem Experiment und früheren Theorieberechnungen vergleichbar ist.

Wie Kalman Szabo, Mitautor der Arbeit und Leiter der Forschungsgruppe Relativistische Quantenfeldtheorie, betont, "müssen wir, bevor wir eine neue Physik behaupten, die Unterschiede zwischen unserem neuen Ergebnis und früheren Theorieberechnungen verstehen, und dafür sind neue Supercomputerberechnungen unerlässlich." Thomas Lippert, ein weiterer Mitautor, betont: "Dieser Fall zeigt erneut, dass Jülichs HPC-Infrastruktur von Weltrang für die Durchführung von Wissenschaft auf Weltklasseniveau in Europa unerlässlich ist." Neben Lippert und Szabo gehören Finn Stokes und Csaba Török vom JSC zu dem Forschungsteam, an dem auch Partner aus Wuppertal, Marseille und Budapest beteiligt sind.

Kontakt: Prof. Kalman Szabo, k.szabo@fz-juelich.de

aus JSC News No. 280, 26. April 2021