Die geheimnisvollste Zahl der Physik ist nun genauer bekannt

An der Sorbonne wurde die Feinstrukturkonstante neu gemessen.

„Eines der größten Geheimnisse der Physik, eine magische Zahl, die das menschliche Erkenntnisvermögen übersteigt“: So nannte der große Physiker Richard Feynman, durchaus kein Esoteriker, einmal die Feinstrukturkonstante die die Stärke der elektromagnetischen Wechselwirkung beschreibt. Sie lässt sich durch eine Kombination anderer Konstanten (Elementarladung, Plancksches Wirkungsquantum, Lichtgeschwindigkeit, elektrische Feldkonstante) ausdrücken, hat aber im Gegensatz zu diesen keine Dimension, sondern ist eine reine Zahl. Und zwar ungefähr 1/137. Darum erschien dem Quantentheorie-Pionier Wolfgang Pauli im Traum die Zahl 137, und als er 1958 mit Magenschmerzen ins Spital kam und auf seinem Zimmer die Nummer 137 sah, rief er: „Hier komme ich nicht mehr lebend heraus!“Tatsächlich starb er dort.

Da die Feinstrukturkonstante aber nicht exakt der Kehrwert von 137 ist, strebt man danach, sie möglichst genau zu messen. Ein Team an der Sorbonne berichtet nun in Nature (2. 12.), dass es die Genauigkeit verdreifachen konnte. Gelungen ist das durch Messung des Rückstoßes, den Rubidium-Atome erfahren, wenn sie Photonen aussenden. Um nicht durch Wärmebewegung gestört zu werden, müssen die Atome sehr kalt sein. Ihre Bewegungen werden mit einem Interferometer gemessen, also mit einer Methode, die darauf beruht, dass auch Atome Wellen sind.

So ist 1/ nun mit elf signifikanten Stellen bekannt: 137,03599921. Das könnte helfen, die Suche nach Teilchen der Dunklen Materie einzuschränken. Und es macht es noch unwahrscheinlicher, dass das Elektron aus kleineren Teilchen besteht. (tk)