Neue Studie bestätigt Naturkonstante

Montag, 25. Juni 2007, 14:13 • Rubrik Physik.

Eine weitere Runde im Ringen um die Naturkonstanten haben australische Physiker eingeläutet. Ihrer Analyse des Lichts einer fernen Galaxie zufolge, hat sich der Wert einer wichtigen Naturkonstante in den letzten Jahrmilliarden nicht merklich verändert.

Die Genauigkeit der neuen Analyse übertreffe die früherer Studien um ein Vielfaches, betonen Victor Flambaum und Michael Kozlov von der University of New South Wales. Zudem bestehe noch reichlich Raum für weitere Verbesserungen, schreiben die Forscher im Fachblatt “Physical Review Letters”.

Schon seit einigen Jahren treibt Forscher die Frage nach der Konstanz der Naturkonstanten um. Zu diesen Werten gehören etwa die Massen der Elementarteilchen oder jener Faktor, der Massen und Abstand zweier Objekte mit der zwischen ihnen wirkenden Schwerkraft verknüpft. Einige alternative physikalische Modelle der Welt und ihrer Bausteine gehen davon aus, dass sich diese Werte im Laufe der Zeit verändern können.

Flambaum und Kozlov untersuchten das Verhältnis von Protonen- und Elektronenmasse, derzeit bei etwa 1.836 zu 1 liegend. Die beiden Forscher konnten zeigen, dass sich der genaue Wert stark auf die Lichtabsorption von Ammoniak (NH3) auswirkt, dessen Stickstoff zwischen den Wasserstoffatomen hindurch schlüpft und so das pyramidenförmige Molekül förmlich umkrempelt. Wie das resultierende Inversionsspektrum in der Vergangenheit aussah, konnten die Forscher an der Strahlung der 6,5 Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie B0218+357 ablesen.

Seit sich diese Strahlung auf den Weg zur Erde gemacht hat, kann das Massenverhältnis pro Jahr nicht mehr als 0,4 Billiardstel abgenommen und nicht mehr als 0,2 Billiardstel zugenommen haben, berechneten die Physiker.

Ihre Resultate widersprechen denen einer europäischen Arbeitsgruppe, die im letzten Jahr Hinweise auf eine leichte Abnahme des Wertes präsentiert hatte. Die Forscher hatten ebenfalls das Licht ferner Galaxien analysiert, sich jedoch auf Elektronenübergänge im Wasserstoffmolekül konzentriert. Laut Flambaum und Kozlov hängen diese Prozesse weniger empfindlich als die Inversion von dem Wert des Massenverhältnisses ab.

Forschung: Victor V. Flambaum und Michael G. Kozlov, School of Physics, University of New South Wales, Sydney, Institute for Advanced Study, Massey University, Auckland, und Petersburg Nuclear Physics Institute, Gatchina

Veröffentlichung Physical Review Letters, Vol. 98, Artikel 240801, DOI 10.1103/PhysRevLett.98.240801; Preprint arXiv:0704.2301

WWW:
Homepage Victor Flambaum, UNSW
KworkQuark
Konstanten in Bewegung
NH3 Inversion

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