Techniklexikon

starkes CP-Problem

Teilchenphysik, Bezeichnung für die mit dem möglichen zusätzlichen Term

(: dualer Feldstärketensor) in der Lagrange-Dichte der Quantenchromodynamik (QCD) verbundene CP-Verletzung der starken Wechselwirkung. Sie würde zu einem magnetischen Moment des Neutrons führen, welches aber bisher nicht beobachtet werden konnte, was wiederum eine obere Schranke für  festlegt: . Ein solch kleiner Wert für  verlangt, da QCD-Prozesse Strahlungskorrekturen zum »nackten« -Wert produzieren, eine unnatürliche Feinabstimmung (fine tuning). Zur Lösung des starken CP-Problems schlugen Peccei und Quinn eine neue Symmetrie in Form einer U(1)-Phasentransformation vor, deren Brechung den Wert Null für  generiert. Die notwendige Form des Potentials für das skalare Feld, das die Symmetriebrechung bewirkt, ergibt sich dabei automatisch über einen Instanton-Effekt, welcher zu einem quantenmechanischen Tunnelprozess zwischen verschiedenen Vakuua korrespondiert. Das durch die Symmetriebrechung hervorgerufene Goldstone-Boson, das Axion, gilt als wichtiger Kandidat für die dunkle Materie im Universum.