Pinguin-Diagramme

Beispiel eines Pinguin-Diagramms

Als Pinguin-Diagramme (engl. penguin diagram) wird eine spezielle Klasse von Feynman-Diagrammen bezeichnet, die mit etwas gutem Willen die Form eines Pinguins haben (siehe Grafik). Solche Diagramme werden in der Teilchenphysik benutzt, um die verschiedensten Umwandlungsprozesse von Elementarteilchen zu beschreiben. Mit dem Pinguin-Diagrammen wird speziell der B-Mesonen-Zerfall beschrieben, der dementsprechend auch Pinguin-Zerfall (engl. penguin decay) genannt wird.

Beschreibung

Ein Pinguin-Zerfall ist eine spezielle Art des Zerfalls, bei denen jedoch als virtuelle Teilchen alle „downartigen“ Quarks vorkommen können. Wichtig ist dies z. B. für CP-Verletzung, da sie im Standardmodell durch das Vorkommen einer imaginären Phase im CKM-Matrixelement des Top-Quarks erklärt werden kann.

Es gibt verschiedene Pinguin-Arten. Wird beim Zerfall eines B⁰ ein Gluon abgestrahlt, spricht man von einem QCD-Pinguin. Wird stattdessen ein Photon oder Z⁰ abgestrahlt, handelt es sich um einen elektroschwachen Pinguin. Außerdem existieren Doppel-Pinguine.

Im Jahr 1993 wurde am Teilchendetektor CLEO-II des Cornell Electron Storage Ring der Cornell-Universität in Ithaca zum ersten Mal ein Pinguin in einem Teilchenbeschleuniger beobachtet.

Der Name des Diagramms geht auf den britischen theoretischen Physiker John Ellis (* 1946) zurück. Nach seiner eigenen Schilderung vereinbarte er eine Wette, dass er, wenn er beim Dartspiel verlieren würde, in seiner nächsten Fachveröffentlichung das Wort „Pinguin“ verwenden müsste. Zum Glück hatte Ellis Unglück im Spiel, verlor die Wette und bereicherte die Welt um die Bezeichnung „Pinguin-Diagramm“.^[1]

Literatur

• Hartmut Machner: Einführung in die Kern- und Elementarteilchenphysik. Wiley-VCH, Weinheim 2005, ISBN 3-5274-0528-2, S. 384. 
• Uwe Reichert: Pinguine im Teilchenzoo. In: Spektrum der Wissenschaft. Nr. 4, 1994, S. 24 (Vorschau). 
• Mikhail Shifman: ITEP Lectures in Particle Physics. 1995, S. 1–7 (arXiv:hep-ph/9510397). 

Einzelnachweise

1. ↑ J. Ellis, M. K. Gaillard, D. V. Nanopoulos, S. Rudaz: The phenomenology of the next left-handed quarks. In: Nuclear Physics B. 131, 1977, S. 285–307 (doi:10.1016/0550-3213(77)90374-1).