Karlsruhe 2011 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 13: Elektroschwache Physik (Theorie)

T 13.7: Gruppenbericht

Montag, 28. März 2011, 18:20–18:40, 30.23: 6-1

"Constraints auf Leptonen und Quarks einer 4. Familie aus elektroschwachen Präzisionsmessungen und Flavourphysik" — Otto Eberhardt¹, Heiko Lacker², Alexander Lenz³, •Andreas Menzel², Jürgen Rohrwild⁴ und Martin Wiebusch⁴ — ¹TPP/KIT Karlsruhe — ²HU Berlin — ³TU Dortmund — ⁴RWTH Aachen

Bei Anwesenheit einer 4. Familie von Fermionen liefert die bisherige Bestimmung der Fermi-Konstanten G_F aus der Myonlebensdauer nur eine Untergrenze des tatsächlichen Wertes, weil nicht mehr von der Unitarität der 3×3-Untermatrix der PMNS-Matrix, welche die Mischung der drei leichten Neutrinoflavours beschreibt, ausgegangen werden kann. G_F kann jedoch in einem Fit bestimmt werden, in dem man die Myonlebensdauer, leptonische Tauonzerfälle, leptonische Pionzerfälle, semileptionische Kaonzerfälle sowie radiative (flavourändernde) Zerfälle von Myonen und Tauonen kombiniert. Dabei erhält man einen etwas größeren Wert von G_F mit einem ca. 230mal größeren Fehler. Gleichzeitig werden diejenigen PMNS-Matrixelemente, die die Mischung mit dem Neutrino ν₄ der 4. Familie beschreiben, eingeschränkt. Als Folge müssen Tree-Level-Messungen von CKM-Matrixelementen teils neu interpretiert werden, um der Nichtunitarität der Mischungsmatrix der leichten Neutrinoflavours Rechnung zu tragen. Durch die schlechtere Einschränkung von G_F erhält das hochpräzise bestimmte Matrixelement |V_ud| etwas größere Fehler. Die Analyse der 4×4-CKM-Matrix wird weiter mit schleifeninduzierten Observablen aus dem Bereich der Flavourphysik kombiniert.