GIM-Mechanismus

Der GIM-Mechanismus (nach Sheldon Lee Glashow, John Iliopolus, Luciano Maiani: 1970) gehört in die Teilchenphysik. Historisch gesehen war er der Grund, der zur Vorhersage des Charm-Quarks führte.

Man wusste damals, dass der Zerfallskanal $K^0\to\mu^+\mu^-$ ein sehr kleines Verzweigungsverhältnis (branching ratio), nämlich $\Gamma(K^0\to\mu^+\mu^-)/\Gamma_{tot}(K^0)\simeq10^{-7}$, hat. Dieses war weit kleiner als damals erwartet wurde. Um zu erklären, warum der Zerfall so stark unterdrückt ist, führten Glashow, Iliopoulos und Maiani 1970 hypothetisch das Charm-Quark ein. Dieses induzierte einen weiteren Zerfallskanal, der ununterscheidbar zum ersten war, und somit mit diesem destruktiv interferierte. Diese destruktive Interferenz der beiden Zerfallskanäle wird als GIM-Mechanismus bezeichnet. Hiermit war eine Erklärung für das kleine Verzweigungsverhältnis gegeben.

Der erstmalige experimentelle Nachweis des Charm-Quarks (siehe J/ψ-Meson) gelang schließlich 1974 (SLAC-SP-017 Collaboration (J.E. Augustin et al. 1974) & E598 Collaboration (J.J. Aubert et al. 1974)). Mit dieser Vorhersage und der tatsächlichen Entdeckung des Charm-Quarks hat der GIM-Mechanismus zur Akzeptanz des Standardmodells der Elementarteilchenphysik beigetragen.

Literatur

• S. L. Glashow, J. Iliopoulos und L. Maiani: Weak Interactions with Lepton-Hadron Symmetry. Physical Review D2. (1970) 1285-1292
• E598 Collaboration (J.J. Aubert et al.): Experimental Observation Of A Heavy Particle J. Phys. Rev. Lett. 33. (1974) 1404–1406.
• SLAC-SP-017 Collaboration (J.E. Augustin et al.): Discovery of a Narrow Resonance in e+e- Annihilation. Phys. Rev. Lett. 33. (1974) 1406-1408.