Am 5. Februar 2025 wurde Dr. Henrik Junkerkalefeld mit dem Promotionspreis der Stiftung Physik & Astronomie sowie der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung ausgezeichnet. Diese Ehrung wird jährlich an Forscher verliehen, deren Promotionsarbeiten herausragende Leistungen in der Physik zeigen. Die Preisverleihung fand in Anwesenheit prominenter Vertreter der Wissenschaft statt, darunter Prof. Dr. Dieter Meschede und Prof. Dr. Jochen Dingfelder, bei dem Junkerkalefeld seine Doktorarbeit durchführte.
In seiner Dankesrede betonte Junkerkalefeld die Unterstützung durch seine Betreuer. Nach seiner Promotion hat er eine Position als Data Scientist bei Comma Soft angenommen, wo er sich auf Maschinelles Lernen und Künstliche Intelligenz spezialisiert. Seine Dissertation, die sich auf die Zerfallsraten von B-Mesonen in Leptonen wie Elektronen, Myonen und Tau-Leptonen konzentrierte, wurde in der Fachwelt als Meilenstein angesehen.
Forschung zu B-Mesonen
Junkerkalefelds Forschung nutzt eine innovative Analysemethode, die das gesamte Spektrum der B-Meson-Zerfälle berücksichtigte und damit die präziseste Messung in diesem Bereich ermöglichte. Die Ergebnisse seiner Arbeit sind nicht nur für die Grundlagenforschung von Bedeutung, sondern bieten auch neue Perspektiven zur Klärung aktueller Anomalien in den physikalischen Gesetzen.
Die Bedeutung von B-Mesonen in der Teilchenphysik kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Fortschritte in der Technologie, wie die des Belle II-Teilchendetektors am KEK in Japan, haben zu neuen Entdeckungen geführt. Kürzlich wurde dort ein dünnes geladenes B-Meson gefunden, das in ein Kaon, ein Neutrino und ein Antineutrino zerfällt. Die beobachtete Häufigkeit dieser Zerfälle überschreitet die Vorhersagen des Standardmodells der Teilchenphysik und stellt eine Herausforderung für die gängigen Annahmen dar.
Technologische Fortschritte und Herausforderungen
Das Auffinden solcher Zerfälle ist komplex, da Neutrinos nur minimal mit Materie interagieren und keine klaren Spuren hinterlassen. Forscherinnen und Forscher, darunter Sally Stefkova vom ETP, haben Schwierigkeiten überwinden müssen, um Einzelereignisse von Untergrundrauschen zu filtern und die Zerfallseigenschaften von B-Mesonen eingehend zu untersuchen. Besonders wichtige Technologien wie verbesserte hadronische Rekonstruktion und maschinelles Lernen haben sich als wertvolle Werkzeuge für die Datenauswertung erwiesen.
Theoretische Spekulationen über die neue Physik, wie mögliche Verbindungen zu dunkler Materie oder Leptoquarks, sind im Gespräch. Doch vor endgültigen Schlussfolgerungen müssen noch umfangreiche Daten gesammelt werden. Die ersten Ergebnisse dieser aufregenden Forschungen sind bereits bei „Physics Review D“ eingereicht worden und auf arXiv als Preprint veröffentlicht.
Die Suche nach Neuer Physik
Die Suche nach „Neuer Physik“ stellt eine zentrale Motivation für viele Teilchenbeschleuniger, wie den Large Hadron Collider (LHC) am CERN und die zukünftige B-Fabrik SuperKEKB in Japan dar. Diese Beschleuniger zielen darauf ab, grundlegende Fragen zu beantworten, die das Standardmodell nicht klärt, wie etwa die Materie-Antimaterie-Asymmetrie. Diese CP-Verletzung wurde bereits 1964 bei Zerfällen neutraler K-Mesonen beobachtet und stellt einen wichtigen Bereich der theoretischen Physik dar.
Im Rahmen der zukünftigen Messungen am SuperKEKB werden Forscher neue Verfahren zur Untersuchung der CP-Verletzung entwickeln. Dabei wird ein hochauflösender Teilchenspurdetektor verwendet, um die Wechselwirkungen mithilfe fortschrittlicher Technologien präzise zu messen. Diese Entwicklungen könnten bedeutende Anhaltspunkte für das Verständnis des Universums liefern.