Die fundamentalen Konstanten der Natur sind ein Eckpfeiler der modernen Physik. Sie bestimmen die Eigenschaften von Teilchen sowie die Stärke der Wechselwirkungen zwischen ihnen und – ganz allgemein gesagt – damit auch die Eigenschaften des Universums, in dem wir leben. Trotz ihrer Bedeutung zählen die Naturkonstanten noch immer zu den rätselhaftesten „Ingredienzien“ der heutigen Wissenschaft. Viele Fragen über die Definition und Anzahl dieser Konstanten, ihre möglichen Variationen über Zeit und Raum sowie ihren Bezug zu den modernen kosmologischen und physikalischen Theorien sind noch immer unbeantwortet und nach wie vor umstritten. Die Naturkonstanten spielen aber nicht nur in der Grundlagenforschung eine entscheidende Rolle, sondern auch in der modernen Metrologie – der Wissenschaft des Messens. So wird voraussichtlich im Jahr 2019 das neue Internationale Einheitensystem (SI) eingeführt, das die numerischen Werte von sieben „definierenden Konstanten“ festlegen wird, darunter auch die fundamentalen Konstanten der Natur.

Die grundlegenden Aspekte der Physik der Naturkonstanten und deren Auswirkungen auf das neue SI waren das zentrale Thema des 670. WE-Heraeus-Seminars, das vom 13. bis 18. Mai 2018 in Bad Honnef stattfand und 67 Teilnehmer aus zehn Ländern zusammenführte. Dreißig Vorträge von eingeladenen Rednern und ausgewählte Teilnehmervorträge sowie zwei Poster-Sessions boten den Anwesenden eine hervorragende Gelegenheit, sich über die Rolle der Naturkonstanten im Standardmodell und bei der Suche nach „neuer Physik“ auszutauschen. Besonderes Augenmerk galt auch der möglichen Variation von Naturkonstanten und der damit einhergehenden Verletzung von fundamentalen Symmetrien der Natur. Neben der Diskussion grundlegender Vorstellungen und Theorien wurde in gleichem Maße auf die Hochpräzisionsexperimente zur Bestimmung von Naturkonstanten, wie der Planck-Konstante h, des Protonenradius R_p und der Feinstrukturkonstante α, Wert gelegt.

Die enge Verknüpfung zwischen den Naturkonstanten und der Metrologie war Thema einer Reihe von Gesprächen, wie etwa über die elektrischen Einheiten oder über die Entwicklung und Synchronisation neuartiger Atom- und Kernuhren. Darüber hinaus fand im Rahmen des Seminars die Verleihung des Helmholtz-Preises mit Klaus von Klitzing als Festredner statt. Dieser Preis gilt als die renommierteste Auszeichnung im Bereich der Präzisionsmessung und wird in den Kategorien „Grundprinzipien“ und „Anwendungen“ vergeben.

Der Erfolg des Seminars wäre ohne die finanzielle Förderung und organisatorische Hilfe der WE-Heraeus-Stiftung sowie die Gastfreundschaft der Mitarbeiter des Physikzentrums Bad Honnef nicht möglich gewesen. Im Namen aller Teilnehmer danken wir ihnen für ihre Unterstützung.

Prof. Dr. Klaus Blaum, MPI für Kernphysik Heidelberg
Prof. Dr. Dmitry Budker, U Mainz,
Prof. Dr. Joachim Ulrich, Prof. Dr. Andrey Surzhykov, PTB Braunschweig