Micron Document
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<title>Mu3e</title>
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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Mu3e</b> ist ein geplantes Experiment der <a href="Teilchenphysik" title="Teilchenphysik">Teilchenphysik</a> am <a href="Paul_Scherrer_Institut" title="Paul Scherrer Institut">Paul Scherrer Institut</a>, das nach dem Zerfall eines <a href="Antiteilchen" title="Antiteilchen">Anti</a>-<a href="Myon" title="Myon">Myons</a> (<i>Mu</i>) in ein <a href="Elektron" title="Elektron">Elektron</a> und zwei <a href="Positron" title="Positron">Positronen</a> (<i>3e</i>) sucht:<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \mu ^{+}\to e^{+}\gamma ^{*}\!\!/\!Z^{*}\to e^{+}e^{+}e^{-}}">
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<p>Dieser Zerfall ist im <a href="Standardmodell" title="Standardmodell">Standardmodell</a> der Teilchenphysik extrem unwahrscheinlich, da die <a href="Leptonenzahl" title="Leptonenzahl">Leptonenfamilienzahl</a> geändert wird (Umwandlung eines Leptons in eines einer anderen <a href="Generation_(Teilchenphysik)" title="Generation (Teilchenphysik)">Familie</a>). Dies ist nur in einem <a href="Feynman-Diagramm#Schleifen" title="Feynman-Diagramm">Schleifen-Prozess</a> <a href="St%C3%B6rungstheorie_(Quantenfeldtheorie)" title="Störungstheorie (Quantenfeldtheorie)">höherer Ordnung</a> und unter <a href="Neutrinooszillation" title="Neutrinooszillation">Neutrinooszillation</a> innerhalb der Schleife möglich. In mehreren Theorien für <a href="Standardmodell#Physikmodelle_neben_dem_Standardmodell" title="Standardmodell">Physik jenseits des Standardmodells</a>, insbesondere mit <a href="Supersymmetrie" title="Supersymmetrie">Supersymmetrie</a>, ist dieser Zerfall deutlich häufiger. Die Suche nach dem Zerfall ermöglicht einen Test einiger dieser Theorien, auch dann, wenn sie nicht direkten Beobachtungen (beispielsweise am <a href="Large_Hadron_Collider" title="Large Hadron Collider">LHC</a>) zugänglich sind.
</p><p>Mu3e soll am Paul Scherrer Institut stattfinden, um den dort geplanten <a href="Intensit%C3%A4t_(Physik)" title="Intensität (Physik)">intensivsten</a> Myonenstrahl der Welt zu nutzen. Geplant ist, bis zu zwei Milliarden Zerfälle pro Sekunde analysieren zu können. Nur diese hohe Rate ermöglicht es, mehr als 10<sup>16</sup> Zerfälle zu beobachten.
</p><p>Als <a href="Rauschen_(Physik)" title="Rauschen (Physik)">Untergrund</a> sind die Zerfälle
</p>
<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \mu ^{+}\to e^{+}e^{-}e^{+}{\bar {\nu _{\mu }}}\nu _{e}}">
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<dl><dd><span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle \mu ^{+}\to e^{+}{\bar {\nu _{\mu }}}\nu _{e}}">
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<p>wichtig. Um diese Zerfälle vom gesuchten Signal zu unterscheiden, benötigt der Detektor eine <a href="Ortsaufl%C3%B6sung" title="Ortsauflösung">Ortsauflösung</a> besser als 200&nbsp;<a href="Meter#Mikrometer" title="Meter">µm</a>, eine Zeitauflösung besser als 100&nbsp;<a href="Picosekunde" class="mw-redirect" title="Picosekunde">ps</a> und eine Energieauflösung besser als 0,5&nbsp;<a href="Elektronvolt" class="mw-redirect" title="Elektronvolt">MeV</a>. Außerdem muss der Detektor im Inneren sehr leicht sein, um Effekte durch <a href="Streuung_(Physik)" title="Streuung (Physik)">Streuung</a> gering zu halten. Diese Anforderungen werden durch eine Kombination aus <a href="Halbleiterdetektor" title="Halbleiterdetektor">Halbleiterdetektoren</a><sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> für die Positionsmessung sowie <a href="Szintillationsdetektor" class="mw-redirect" title="Szintillationsdetektor">Szintillationsdetektoren</a> für die Zeitauflösung erreicht. Das gesamte Experiment befindet sich in einem Magnetfeld von 1&nbsp;<a href="Tesla_(Einheit)" title="Tesla (Einheit)">Tesla</a>, um aus der Krümmung der Elektronen- bzw. Positronenbahnen Energie bestimmen zu können.<sup id="cite_ref-PSI_3-0" class="reference"><a href="#cite_note-PSI-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p><p>Geplant ist (Stand Februar 2019), erste Myonzerfälle ab&nbsp;2021 zu untersuchen, die volle Rate von bis zu zwei Milliarden Zerfälle pro Sekunde soll ab&nbsp;2026 erreicht werden. Das Experiment soll den Zerfall entweder finden oder eine Obergrenze von&nbsp;10<sup>−16</sup> für die <a href="Zerfallswahrscheinlichkeit" class="mw-redirect" title="Zerfallswahrscheinlichkeit">Zerfallswahrscheinlichkeit</a> bestimmen können,<sup id="cite_ref-PSI_3-1" class="reference"><a href="#cite_note-PSI-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> was um einen Faktor&nbsp;10.000 besser wäre als die bisherige Obergrenze von&nbsp;10<sup>−12</sup>.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Siehe_auch">Siehe auch</h2></div>
<ul><li><a href="MEG-Experiment" title="MEG-Experiment">MEG-Experiment</a></li></ul>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>
<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.psi.ch/de/mu3e/introduction">Beschreibung des Experiments</a> auf psi.ch</li>
<li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.physi.uni-heidelberg.de/Forschung/he/mu3e/documents/ResearchProposal.pdf">(Akzeptiertes) „Research Proposal“</a> (PDF; 4,1&nbsp;MB) mit weiteren Angaben</li></ul>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>
<ol class="references">
<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">A. Blondel et al.: <cite class="lang" lang="en" dir="auto" style="font-style:italic">Research Proposal for an Experiment to Search for the Decay μ → eee</cite>. 25.&nbsp;Januar 2013, <a href="ArXiv" title="ArXiv">arxiv</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://arxiv.org/abs/1301.6113">1301.6113</a> (englisch).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&amp;rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Mu3e&amp;rft.au=A.+Blondel+et+al.&amp;rft.btitle=Research+Proposal+for+an+Experiment+to+Search+for+the+Decay+%CE%BC+%E2%86%92+eee&amp;rft.date=2013-01-25&amp;rft.genre=book" style="display:none">&nbsp;</span></span>
</li>
<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Niklaus Berger et al. In: <i>Nucl. Instr. Meth.</i>, A 732, 2013, S. 61–65, <a href="ArXiv" title="ArXiv">arxiv</a>:<a rel="nofollow" class="external text" href="https://arxiv.org/abs/1309.7896">1309.7896</a>.</span>
</li>
<li id="cite_note-PSI-3"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-PSI_3-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-PSI_3-1">b</a></sup></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.psi.ch/de/mu3e/introduction"><i>The Mu3e Experiment.</i></a> <a href="Paul_Scherrer_Institut" title="Paul Scherrer Institut">Paul Scherrer Institut</a>,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 19.&nbsp;Juli 2015</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&amp;rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&amp;rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AMu3e&amp;rft.title=The+Mu3e+Experiment&amp;rft.description=The+Mu3e+Experiment&amp;rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.psi.ch%2Fde%2Fmu3e%2Fintroduction&amp;rft.publisher=%5B%5BPaul+Scherrer+Institut%5D%5D&amp;rft.language=en">&nbsp;</span></span>
</li>
<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://inspirehep.net/record/251865">Search for the Decay mu+ → e+ e+ e-</a> SINDRUM-Kollaboration.</span>
</li>
</ol></div><!--htdig_noindex--><div><div class="zim-footer">
Dieser Artikel wurde von <a class="external text" title="Zuletzt bearbeitet am 2025-03-26" href="https://de.wikipedia.org/wiki/?title=Mu3e&amp;oldid=254548356">Wikipedia</a> herausgegeben. Der Text ist unter <a class="external text" href="https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de">Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0</a> verfügbar, sofern nicht anders angegeben. Für die Mediendateien können zusätzliche Bedingungen gelten.
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