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Weltmaschine LHC vor dem Start : Vielleicht ist die Natur viel komplexer

  • Aktualisiert am

Blick in das Herz des Atlas-Experiments während der Wartungspause Bild: Cern

Der Teilchenbeschleuniger LHC des Forschungszentrums Cern ist wieder gestartet, um der der Natur ihre letzten Geheimnisse zu entlocken. Doch was kommt nach der Entdeckung des Higgs-Bosons? Ein Gespräch mit dem Sprecher der Atlas-Kollaboration, Karl Jakobs von der Universität Freiburg, über Ziele und Erwartungen.

          Herr Jakobs, zwei Jahre lang werden Sie das Altas-Experiment leiten, an dem etwa 3000 Forscher von 182 Instituten aus 38 Ländern beteiligt sind. Der LHC war bis vor kurzem in der üblichen Winterpause, der Atlas-Detektor hat also noch keine Daten aufgenommen. War das ein guter Zeitpunkt für einen Start als Sprecher?

          Dieser kurze Stopp findet jeden Winter statt. Er ist jetzt einige Wochen länger gewesen, weil am zweiten großen Experiment am LHC, dem CMS-Detektor, ein neuer Bestandteil eingebaut wird. Atlas hat einen ähnlichen Ausbau schon vor drei Jahren durchgeführt. Davon abgesehen sind wir mitten in der Datennahmeperiode, die 2015 begonnen hat. Ende Mai wollen wir wieder mit unseren Experimenten starten.

          Für die Datenanalyse werden fortlaufend neue Daten benötigt, die der Atlas-Detektor bei den Kollisionen aufzeichnet. Wie ist die Planung für Ihre Amtszeit?

          Wir haben 2015 und 2016 bereits eine große Datenmenge aufgezeichnet, nämlich Daten entsprechend 40 inversen Femtobarn (Anm. d. red.: Barn ist die Einheit für den Wirkungsquerschnitt und ein Maß für die Wahrscheinlichkeit einer Reaktion, ein Femtobarn entspricht 10⁻⁴³ m²). Während der kommenden beiden Jahre wollen wir diese Datenmenge mindestens verdreifachen, so dass wir auf 120 bis 150 inverse Femtobarn kommen. Das bedeutet, dass die interessanten Physikprozesse viel häufiger in unseren Datensätzen vorkommen werden. Dann können wir Wechselwirkungsprozesse mit viel besserer Präzision vermessen, zum Beispiel auch beim Higgs-Teilchen.

          Der neue Sprecher des Atlas-Kollaboration vor dem Modell des Detektors
          Der neue Sprecher des Atlas-Kollaboration vor dem Modell des Detektors : Bild: Cern

          Mit dem Higgs-Teilchen wurde 2012 eine ganz neue Spezies entdeckt. Ist das so, als würden Biologen auf Madagaskar eine neue Affenart finden und müssten nun deren Lebensweise untersuchen?

          Im Prinzip schon. Wir wissen, dass das Higgs-Boson zu einer neuen Klasse von Teilchen gehört, denn es ist das erste vermutlich elementare Teilchen mit Spin 0. Die Eigenschaften, die wir gemessen haben, wie die Stärke der Wechselwirkung mit anderen bekannten Teilchen, folgen bislang genau den Vorhersagen des Brout-Englert-Higgs-Mechanismus. Allerdings muss man bedenken: Jede Messung in der Physik hat einen Messfehler, also eine Genauigkeit, mit der man die Parameter messen kann. Wir wollen in den kommenden Jahren die Präzision erhöhen und herausfinden, ob die Eigenschaften des Higgs-Teilchens dann immer noch mit denen übereinstimmen, die in der Standard-Theorie vorhergesagt werden.

          Gibt es bereits Hinweise auf Inkonsistenzen, etwa ob das Higgs-Teilchen elementar oder zusammengesetzt ist?

          Hinweise auf Abweichungen gibt es noch nicht. Aber wie immer in der Physik muss man sagen: Im Rahmen der jetzigen Messgenauigkeit, die für viele Parameter nur etwa 15 bis 20 Prozent beträgt. Wir werden diese Präzision im Lauf der kommenden fünf bis zehn Jahre sehr stark verbessern, so dass man dann in die Nähe von vielleicht fünf Prozent kommt. Dann werden wir sehen, ob die Eigenschaften immer noch übereinstimmen. Es gibt durchaus Theorien, die vorhersagen, dass man da Abweichungen messen könnte.

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