Techniklexikon

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 G_F und dem Weinberg-Winkel q_W, meist angegeben in der Form sin²q_W. 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 M_Z erhält man a^-1 ~ 128. Der genauere Wert ist abhängig vom benutzten Renormierungsschema.

Die Fermi-Konstante G_F = 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 sin²q_W 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 sin²q_W um kleine Faktoren, die von der Masse des Top-Quarks (m_t) und des Higgs-Bosons (M_H) abhängen. Im sog. -Schema ergibt sich aus der Z-Boson-Masse ein von m_t und M_H relativ wenig abhängiger Wert sin²q_W = 0,23124 ± 0,00017.