CERN-Experimente finden anhaltende Risse im Standardmodell

Ein zehn Jahre alter Riss in der erfolgreichsten Theorie der Teilchenphysik weigert sich, sich zu schließen. Die LHCb-Kollaboration am CERN hat ihre umfassendste Analyse eines seltenen B-Meson-Zerfalls veröffentlicht und festgestellt, dass die gemessenen Teilchenbahnen weiterhin um etwa vier Standardabweichungen von den Vorhersagen des Standardmodells abweichen – eine Wahrscheinlichkeit von eins zu 16 000 für einen statistischen Zufall. Unabhängig davon haben die ATLAS- und CMS-Experimente neue Hinweise auf die Produktion von Zwillings-Higgs-Bosonen gemeldet, wobei ATLAS einen Überschuss von 2,6 Standardabweichungen über den Hintergrunderwartungen beobachtete.phys+3

Eine anhaltende Spannung

Das LHCb-Ergebnis, das in Physical Review Letters veröffentlicht wurde, stützt sich auf Daten aus Proton-Proton-Kollisionen, die zwischen 2011 und 2018 gesammelt wurden – eine Stichprobe, die etwa 650 Milliarden B-Meson-Zerfälle umfasst. Der untersuchte Zerfall, bei dem sich ein neutrales B-Meson in ein angeregtes Kaon und ein Myon-Antimyon-Paar umwandelt, tritt nur etwa einmal pro Million B-Meson-Zerfälle auf. Nach Rekonstruktion und Selektion bildeten etwa 17 000 Signalevents die Grundlage der Analyse.spacedaily

Eine Observable namens P₅′, die aus den Winkeln der Teilchen im Endzustand konstruiert wurde, stimmt weiterhin nicht mit den theoretischen Vorhersagen in demselben Energiebereich überein, in dem die Spannung erstmals 2013 auftrat. Laut CERN zeigen die neuen Messungen das gleiche Muster von Spannungen mit dem Standardmodell, das wir bereits früher gesehen haben. Die Kollaboration fand auch Diskrepanzen bei der differentiellen Verzweigungsrate und der Vorwärts-Rückwärts-Asymmetrie, die alle in eine gemeinsame Richtung weisen.home+1

William Barter, ein Teilchenphysiker an der University of Edinburgh, der an LHCb arbeitet, sagte gegenüber Nature, dass die Wahrscheinlichkeit, dass zufälliges Rauschen dieses Signal unter dem Standardmodell erzeugt, bei etwa eins zu 16 000 liegt.nature

Hinweise auf Doppel-Higgs auf der ICHEP 2026

Auf der International Conference on High Energy Physics 2026 präsentierten ATLAS und CMS neue Einschränkungen für die Doppel-Higgs-Produktion – ein Prozess, der nur einmal pro 1 500 produzierten einzelnen Higgs-Bosonen auftreten sollte. Unter Verwendung kombinierter Daten aus Run 2 und Run 3 mit Techniken des maschinellen Lernens maß die ATLAS-Kollaboration die Doppel-Higgs-Produktionsrate auf das 2,6 ± 1,4-fache der Vorhersage des Standardmodells. CMS schloss Produktionsraten aus, die mehr als das Vierfache der Erwartung des Standardmodells betragen.miragenews+2

Beide Kollaborationen setzten neue Grenzen für den Higgs-Selbstkopplungsparameter, der bestimmt, wie stark das Higgs-Boson mit sich selbst interagiert – eine Messung, die zeigen könnte, ob das Vakuum unseres Universums stabil ist.phys

Entdeckung bleibt schwer fassbar

Keines der Ergebnisse überschreitet die Fünf-Sigma-Schwelle, die für die Beanspruchung einer Entdeckung erforderlich ist. Die B-Meson-Anomalie steht vor einer hartnäckigen alternativen Erklärung: schlecht verstandene Effekte der starken Wechselwirkung durch Charm-Quarks – sogenannte "charming penguins" – könnten neue Physik vortäuschen. Der größere Datensatz aus dem LHC Run 3, der etwa dreimal mehr B-Meson-Zerfälle enthält, wird bereits analysiert.techno-science+1

Für die Doppel-Higgs-Produktion verspricht das High-Luminosity LHC-Upgrade sechsmal mehr Daten, was den Prozess endlich sichtbar machen könnte. Bis dahin bleibt die Teilchenphysik in einer frustrierenden Zwischenstellung: zu viele Hinweise, um sie zu ignorieren, zu wenige, um etwas als entdeckt zu erklären.phys