Zentrales Element des „Muon g-2“-Experiments ist der Speicherring am Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) in der Nähe von Chicago  (USA). // Foto Ryan Postel, Fermilab Teilchenphysik   Breakthrough Prize würdigt Myon-Forschung – entscheidender Beitrag aus Wuppertal   Eine internationale Forschungsgemeinschaft wurde für ihre jahrzehntelange Arbeit am sogenannten Teilchenphysikexperiment „Muon g-2“ mit dem Breakthrough Prize in Fundamental Physics ausgezeichnet. Im Kern geht es um das Myon, ein winziges Elementarteilchen, das dem Elektron ähnelt, aber viel schwerer ist. Die Bergische Universität Wuppertal ist über die Budapest-Marseille-Wuppertal (BMW)-Kollaboration maßgeblich an der theoretischen Präzisionsbestimmung des anomalen magnetischen Moments des Myons beteiligt. Seit etwa 50 Jahren ist das sogenannte Standardmodell der Teilchenphysik sehr erfolgreich darin, Vorgänge im Inneren von Atomen zu beschreiben. In den letzten 25 Jahren gab es jedoch ein Problem: Eine wichtige Größe, das sogenannte anomale magnetische Moment des Myons (ein Elementarteilchen), stimmte in den Berechnungen nicht mit sehr genauen Messungen überein. Diese Diskrepanz wurde jahrzehntelang als Signal einer neuen, unentdeckten Kraft interpretiert. Es wurden hunderte neue Theorien und Modelle ausgearbeitet um die tiefliegende Frage zu beantworten, ohne Erfolg. Dieser Widerspruch konnte schließlich gelöst werden. Zuerst durch eine neue, sehr genaue theoretische Berechnung eines besonders unsicheren Beitrags (der sogenannten hadronischen Vakuumpolarisation). Danach bestätigten auch neue und immer präzisere Experimente dieses Ergebnis.   Aktueller Artikel in der Fachzeitschrift Nature   Diese neue theoretische Berechnung von 2021 veröffentlichte die BMW-Kollaboration unter Leitung des Wuppertaler Physikers Prof. Dr. Zoltán Fodor in der Fachzeitschrift Nature. Darin wurde die wichtigste Größe erneut berechnet. Das Ergebnis war nicht nur genauer als zuvor, sondern eliminierte die Unsicherheiten früheren Rechnungen. Eine noch bessere Berechnung – unter Federführung der BUW – wurde nun ebenfalls im Nature veröffentlicht. Bei dieser Rechnung wurde eine Kombination aus theoretischen Berechnungen und experimentellen Daten verwendet, jeweils in den Bereichen, in denen sie am zuverlässigsten sind. Außerdem wurden verbesserte Simulationen eingesetzt, die genauere Ergebnisse ermöglichen. Die Budapest-Marseille-Wuppertal (BMW)-Kollaboration ist ein internationales Forschungsnetzwerk in der theoretischen Teilchenphysik, genauer in der Gitter-QCD (Lattice QCD). Daran sind Wissenschaftler u. a. der Bergischen Universität Wuppertal (federführend), der Eötvös-Loránd-Universität in Budapest und des Centre de Physique Théorique (CPT) in Marseille beteiligt.   Zum Hintergrund   Die Breakthrough Prizes sind die höchstdotierten Preise im Bereich der Wissenschaften. Sie werden jährlich für herausragende wissenschaftliche Leistungen vergeben und von der gemeinnützigen Organisation Breakthrough Prize Foundation gestiftet. Der Breakthrough Prize in Fundamental Physics zeichnet Forschende aus, die grundlegende Beiträge zur theoretischen oder experimentellen Grundlagenphysik geleistet haben. Die Forschungsgruppe rund um das „Muon g-2“-Experiment wird vor allem für ihre Ausdauer bei der Suche nach Antworten auf grundlegende Fragen der Physik und für die enorme Präzision der Experimente gewürdigt. Zu dieser wissenschaftlichen Fragestellung und deren endgültigen Beantwortung leisteten u. a. die Wuppertaler Forschenden mit ihrer Berechnung einen entscheidenden Beitrag.