15. November 2011
Diese Auszeichnung erhielt Dr. Dungel für seine in Physical Review D publizierte Messung des Cabibbo-Kobayashi-Maskawa Matrixelementes |Vcb| beim japanischen Belle-Experiment zuerkannt. Ziel der Untersuchungen des Belle-Experiment ist es, Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie zu verstehen. Dieses Matrixelement |Vcb| ist ein wichtiger Parameter, der wesentlich zum heutigen theoretischen Verständnis beiträgt.
Das Belle-Experiment ist Teil der KEK-B Beschleunigeranlage in Tsukuba, Japan. Dieser Teilchenbeschleuniger bringt Elektronen und Positronen zur Kollision und ist darauf spezialisiert, sogenannte B- und Anti B-Mesonen zu erzeugen. Belle sucht mit solchen Präzisionsmessungen nach Physik jenseits des Standard-Modells. Für diese Untersuchungen spielt der von Dr. Dungel gemessene Parameter |Vcb| eine sehr wichtige Rolle.
Das Standard-Modell beschreibt die Prozesse der Teilchenphysik bis zu einer Energieskala von einigen hundert Gigaelektronvolt (GeV). Vor allem aus der Kosmologie kommen aber Hinweise, dass das Standard-Modell bei darüber hinausgehenden Energien nicht vollständig sein kann: Das Standard-Modell enthält keinen Kandidaten für die sogenannte "Dunkle Materie", die im Universum fünfmal häufiger ist als die uns bekannten Materieteilchen.
Das Universum besteht heute ausschließlich aus Materie, während beim Urknall gleiche Mengen an Materie und Anti-Materie entstanden sein müssten. Der russische Physiker Andrei Sakharov hat bereits in den Sechzigerjahren des 20. Jahrhunderts erkannt, dass eine fundamentale Symmetrie, die sogenannte CP-Symmetrie, verletzt sein muss, um diesen Materieüberschuss zu erklären. Diese CP-Symmetrie ist im Standard-Modell zwar verletzt, allerdings reicht dieser Effekt bei weitem nicht aus, um den heutigen Materie-Überschuss im Universum zu erklären.
Aus diesen Gründen wurden zahlreiche Erweiterungen des Standard-Modells vorgeschlagen, von denen z.B. die Supersymmetrie eines der bekannteren Modelle ist. Das Ziel des LHC-Programmes am CERN ist es, durch direkte Suchen bei den höchsten Energien die neuen, schweren Teilchen zu finden, die in diesen Erweiterungen vorhergesagt werden.
LHC ist aber bei weitem nicht die einzige Maschine, die nach neuer Physik sucht: Eine Reihe von Experimenten bei niederer Energie aber höchster Präzision sucht nach Zerfällen, die im Standard-Modell eigentlich verboten sein sollten oder misst Größen, die im Standard-Modell mit extremer Präzision berechnet werden können. Jedes Signal bzw. jede auch noch so kleine Abweichung von der Standard-Modell-Vorhersage wäre ein Hinweis auf Physik jenseits des Standard-Modells und kann im Rahmen von verschiedenen Erweiterungsmodellen interpretiert werden.
Belle sucht mit Präzisionsmessungen von B-Meson- and τ-Leptonzerfällen nach Physik jenseits des Standard-Modells. Vor allem die Untersuchung der CP-Verletzung in B-Zerfällen ist eine sehr vielversprechende Forschungsrichtung, da sämtliche CP-verletzende Phänomene im Standard-Modell durch einen einzigen Parameter beschrieben werden. Jede Abweichung von Voraussagen des Standard-Modells wäre ein Hinweis auf neue Physik.
Herrn Dr. Dungel ist es gelungen, die genaueste Messung dieses Parameters |Vcb| durchzuführen und damit die CP-Verletzung im Standard Modell einem neuen Präzisionstest zu unterwerfen. Es war dies ein weiterer Schritt in Richtung "Suche nach neuer Physik". Der "Best Paper Award" würdigt diese Leistung. Diese Messungen werden beim Nachfolge-Experiment Belle II fortgesetzt, das ab dem Jahr 2014 den Datensatz verfünfzigfachen wird. Ziel ist es, durch Präzisionsmessungen neue Physik in Energiebereichen zu suchen, die mit den gegenwärtigen Hochenergie-Experimenten noch nicht möglich sind.
