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elektroschwache Parameter

Teilchenphysik, experimentell zu bestimmende Parameter im Standardmodell der elektroschwachen Wechselwirkung, dem Glashow-Weinberg-Salam-Modell. Neben den Massen des Higgs-Bosons und der Fermionen sowie deren Mischungsparameter besitzt das elektroschwache Standardmodell noch drei weitere fundamentale freie Parameter; eine mögliche und nützliche Wahl setzt sich zusammen aus der Feinstrukturkonstante a, der Fermi-Konstanten GF und dem Weinberg-Winkel qW, meist angegeben in der Form sin2qW. Die Feinstrukturkonstante a = 1 / 137,035 989 5(61) wird mit Hilfe des Quanten-Hall-Effektes bestimmt. Durch den Einfluss elektroschwacher Strahlungskorrekturen und ihrer Renormierung wird a allerdings abhängig von der Energie des jeweiligen Prozesses und besitzt nur im Grenzfall niedriger Energie den Wert a-1 ~ 137. Bei Energien nahe der Z-Boson-Masse MZ erhält man a-1 ~ 128. Der genauere Wert ist abhängig vom benutzten Renormierungsschema.

Die Fermi-Konstante GF = 1,166 39(1) · 10-5 GeV-2 wird aus der Lebensdauer des Myons extrahiert. Zur Unsicherheit tragen sowohl die in die Rechnung eingehenden Grössen als auch Strahlungskorrekturen höherer Ordnung bei.

Der Weinberg-Winkel sin2qW kann aus der Z-Boson-Masse bzw. weiterer aus der Z-Resonanz gewonnener Observablen, der W-Boson-Masse und aus Prozessen mit neutralen Strömen festgelegt werden. Je nach benutztem Renormierungsschema unterscheiden sich die Werte für sin2qW um kleine Faktoren, die von der Masse des Top-Quarks (mt) und des Higgs-Bosons (MH) abhängen. Im sog. elektroschwache Parameter-Schema ergibt sich aus der Z-Boson-Masse ein von mt und MH relativ wenig abhängiger Wert sin2qW = 0,23124 ± 0,00017.

 

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