PDF - THEP Mainz

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Rahmen des Standardmodells werden Neutrinos sogar als masselose Teilchen behandelt,
was sich jedoch durch die Experimente mit solaren [19, 20, 21], atmosphärischen [22] und
Reaktorneutrinos [23] als irrige Annahme herausgestellt hat. Weshalb sind die Mischungen
im Quarksektor klein, wohingegen die Mischungen im Leptonsektor groß zu sein scheinen?
Die Existenz der Neutrinooszillationen beinhaltet die Verletzung einer bis dahin als exakt
erachteten Symmetrie. Impliziert die Verletzung der Leptongenerationzahl eventuell
ebenfalls die Verletzung der Gesamtleptonzahl? Welchen Einfluss hätte das auf den Baryonsektor,
auf die Leptogenesis und auf die Entwicklung des Universums? Neutrinos sind das
verbindende Glied zwischen dem Mikrokosmos der Elementarteilchen und den kosmischen
Größenordnungen und rechtfertigen unter anderem die Frage nach der großen Vereinheitlichung.
Ist es möglich, eine einheitliche Formulierung der vier bekannten Wechselwirkungen
anzugeben und wie sieht sie aus? Kann man ausschließen, dass es weitere Kräfte gibt, die
sich unseren bisherigen Beobachtungen entziehen? Wie verhält sich das Standardmodell
bei sehr großen Energien, in deren Bereich wir heute noch keinen Blick werfen können?
Wird sich einmal mehr herausstellen, dass die Phänomene, die wir jetzt beobachten, beschreiben
und vorhersagen können, nur eine unscharfe Darstellung einer tieferliegenden Art
von Kraft bzw. Symmetrie sind, wie es in der Geschichte der physikalischen Modellbildung
schon des Öfteren der Fall war [24]?
Es erscheint uns unbefriedigend, das Standardmodell der Elementarteilchen in seiner heutigen
Form als der Weisheit letzter Schluss zu akzeptieren und durch Berechnung von
Strahlungskorrekturen beliebiger Ordnung die Präzision allein der durch das Standardmodell
beschreibbaren Phänomene zu erhöhen. Deshalb gehen wir speziell der Frage nach,
ob es möglich ist, anhand der vorliegenden experimentellen Daten, bzw. in Kürze erreichbarer
Genauigkeit, Neue Physik zu sehen. In welchen Prozessen könnte man eine neue
Kraft durch Messungen sichtbar machen? Welche Messgrößen sind nicht sensitiv auf neue
Effekte?
An dieser Stelle scheint uns ein kurzer Leitfaden für die Lesende 5 von Bedeutung. Der mit
dem Standardmodell vertrauten Leserin bieten Kapitel 1 und 2 eine knappe Wiederholung
der für diese Arbeit wesentlichen Aspekte des Standardmodells und der Terminologie der
effektiven Feldtheorien. Die Kapitel dienen zur Einführung der später benutzten Bezeichnungen
und Schreibweisen. Daran schließt sich in Kapitel 3 zunächst eine Darstellung der
Parametrisierung der Lagrangedichte durch effektive Operatoren und deren Konstruktionsweise
an. Um eine Motivation des effektiven Ansatzes zu geben, verweisen wir auf prominente
Modelle, die Physik jenseits des Standardmodells beschreiben. In Kapitel 4 stellen
wir den Zusammenhang dieser Modelle mit der modellunabhängigen Parametrisierung aus
Kapitel 3 her. Unser Ziel ist es, Ausschlussgrenzen für effektive Kopplungskonstanten bzw.
neue Massenskalen zu berechnen. Dazu werden experimentelle Schranken benutzt, die die
Größe von Effekten jenseits des Standardmodells direkt oder indirekt eingrenzen. Diese
werden schließlich in Bedingungen übersetzt, die für die Kopplungskonstanten gelten. In
Kapitel 5 wird zunächst die verwendete Methode vorgestellt, wie experimentelle Daten und
5 Die weibliche Form der Anrede schließt im Folgenden die männliche stets mit ein.