Physik: Eine Waage für Elektronen

Indem sie beinahe nackte Atome mit nur einem einzigen Elektron in einer Vakuumröhre hin- und herfliegen ließen und ihre Bewegung vermaßen, konnten die Forscher die Masse des Elektrons 13 Mal präziser bestimmen, als es bislang möglich war. „Dieses Resultat legt die Basis für künftige Experimente zu den Grundlagen der Physik und für Präzisionstests des Standardmodells“, schreiben die Forscher um Sven Sturm vom Heidelberger Max-Planck-Institut für Kernphysik im Fachmagazin „Nature“ .

Um das Fliegengewicht zu untersuchen, nutzten sie eine Penning-Falle: ein luftleeres Rohr, in dessen Innern ein sehr gleichmäßiges Magnetfeld verläuft. In dieses Rohr eingeschossen, kreisen elektrisch geladene Teilchen – je nach ihrer Masse und Ladung – unterschiedlich schnell um die Magnetfeldlinien und können so studiert werden. Die Forscher verwendeten einzelne Kohlenstoffatome, die nur noch eins statt der üblichen sechs Elektronen besaßen, in die Vakuumröhre ein.

Anhand der Messungen konnten sie die Elektronenmasse mit einer Präzision von 30 Billionstel ermitteln. Sie beträgt rund 0,0000000000000000000000000009109383 Gramm. JKM