Forschung: Hinweis auf Quantenanomalie gefunden

In der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichtet eine internationale Forschergruppe, der auch Dr. Tobias Meng vom Institut für Theoretische Physik der TU Dresden angehört, dass sie einen lange gesuchten Quanteneffekt nachweisen konnte. Obwohl der „axial-gravitative Quanten-Anomalie“ genannte Effekt schon seit den 1970er Jahren diskutiert wurde, konnte er erst jetzt zum ersten Mal belegt werden.

Lange Zeit ging man davon aus, dass der nun beobachtete Effekt sich nur unter extremen Bedingungen messen ließe, also zum Beispiel bei Neutronensternen. Dies hat seinen Nachweis bisher verhindert. In einem am IBM Forschungszentrum Zürich durchgeführten Experiment ist es den Forschern jetzt aber gelungen, die axial-gravitative Quanten- Anomalie in einem Metall aus den chemischen Elementen Niob und Phosphor zu belegen. Tobias Meng, der erst kürzlich von der Deutschen Forschungsgemeinschaft in das renommierte Emmy Noether-Programm aufgenommen wurde, war maßgeblich an der Interpretation der experimentellen Daten beteiligt.

„Konkret geht es darum, dass die Energie der nach dem Physiker Hermann Weyl
benannten Weyl-Teilchen nicht den gleichen Gesetzen folgt wie bei normalen Teilchen“,
erklärt Tobias Meng. Der Nachweis des Effekts schließt eine Lücke zwischen dem
theoretischen Bild, das die Physiker von Weyl-Teilchen haben, und den bisherigen
experimentellen Ergebnissen. Dies ist nicht nur grundlagenwissenschaftlich interessant:
Weyl-Teilchen leiten zum Beispiel Strom besonders gut, und könnten daher die Computer der Zukunft schneller machen. „Um solche Fortschritte im Alltag zu ermöglichen, müssen wir zuerst die grundlegenden Eigenschaften dieser Teilchen wirklich verstehen. Ich freue mich, dass unsere Arbeit dazu einen wichtigen Beitrag leistet“, so Tobias Meng.

J. Gooth, A. C. Niemann, T. Meng, A. G. Grushin, K. Landsteiner, B. Gotsmann, F. Menges, M. Schmidt, C. Shekhar, V. Süß, R. Hühne, B. Rellinghaus, C. Felser, B. Yan, K. Nielsch,
Nature 547, 324 (2017)