CP-Verletzung

Bis in die Mitte der 1950er Jahre waren Physiker einfach davon ausgegangen, dass unser Universum symmetrisch wäre unter der Raumspiegelung P, dass seine Gesetze für sein Spiegelbild genauso lauten würden. Sie hatten aber vergessen nachzusehen, ob dem auch wirklich so ist ...

Die Physiker Lee und Yang waren da misstrauischer und ersannen 1956 ein Experiment, mit dem die Gültigkeit der P-Symmetrie überprüft werden sollte. Ein Jahr später zeigte sich: Die P-Symmetrie ist verletzt. Kurz darauf zeigten sich noch mehr: Lee und Yang bei der Nobelpreisvergabe in Stockholm.

Die Verletzung der P-Symmetrie wird bei Neutrinos besonders deutlich. Hier ist sie nicht nur ein bisschen verletzt, sondern völlig außer Gefecht gesetzt. Das hat damit zu tun, dass sie sich so verhalten, als drehten sie sich um die Richtung, in die sie fliegen. Dazu stünden ihnen prinzipiell zwei Möglichkeiten zur Verfügung: Im Uhrzeigersinn oder dagegen. Bisher wurden jedoch nur Neutrinos beobachtet, die sich gegen den Uhrzeigersinn drehen. Anti-Neutrinos drehen sich immer mit dem Uhrzeigersinn. Wenn man das Universum nun spiegelt, so schaffen wir Teilchen, die es auf dieser Seite des Spiegels nicht gibt: Neutrinos, die sich mit dem Uhrzeigersinn um ihre Bewegungsachse drehen. Neutrinos haben keine Spiegelbilder. Ob sie auch etwas gegen Knoblauch ist ungeklärt.

Aber nicht nur die P-Symmetrie ist verletzt. Dasselbe gilt auch für die Spieglung C. Diese wandelt Neutrinos in Antineutrinos um. Wenn man dabei aber nicht gleichzeitig den Raum spiegelt, erhalten wir auch wieder sich falsch drehende Neutrinos. Das heißt, die physikalischen Gesetze - und damit das Universum - sind weder C- noch P-symmetrisch.

Betrachtet man jedoch C und P gemeinsam, ist alles wieder im Lot: Aus einem linksdrehenden Neutrino wird dann ein rechtsdrehendes Anti-Neutrino.