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Das „Gottesteilchen“ : Higgs, wo steckst Du?

So stellen sich die Cern-Physiker die Teilchenkollision vor Bild: Cern

Am europäischen Forschungszentrum Cern ist man dem ominösen Higgs-Teilchen offenkundig so dicht auf den Fersen wie nie zuvor. Nun haben die Forscher der beiden großen Experimente Atlas und CMS ihre jüngsten Ergebnisse vorgestellt.

          4 Min.

          Der Hörsaal war bis auf den letzten Platz besetzt, die Erwartung des Auditoriums groß. Selten haben Teilchenphysiker einer nachmittäglichen Veranstaltung so entgegengefiebert wie dem Seminar am Dienstag dieser Woche, zu dem der Generaldirektor des europäischen Forschungszentrums Cern bei Genf, Rolf-Dieter Heuer, vor einer Woche eingeladen hatte. An diesem Tag sollten die Ergebnisse jüngster Messungen der beiden Experimente Atlas und CMS vorgestellt werden.

          Manfred Lindinger

          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          „Die Befunde stellten wesentliche Fortschritte bei der Suche nach dem Higgs-Boson dar“, war auf Mitteilung zu lesen. Nach einem überaus erfolgreichen Jahr mit dem „Large Hadron Collider“ (LHC), dem großen Teilchenbeschleuniger des Cern, hofften nicht wenige, dass heute endlich der Tag der Wahrheit für das Higgs-Teilchen gekommen sei - für jenes Teilchen, das seit fast vierzig Jahren auf der Fahndungsliste der Physiker steht. Doch es sollte anders kommen. Die bislang gewonnenen Daten reichten weder dazu aus, das Higgs-Teilchen nachzuweisen, noch seine Existenz auszuschließen.

          Die Suche nach dem Gral

          Das Higgs, wie es die Physiker kurz nennen, gilt als Gral der Teilchenjäger, da es im Rahmen des Standardmodells schlüssig erklären kann, warum Elementarteilchen wie Elektronen und Quarks überhaupt eine Masse besitzen und warum diese von Teilchen zu Teilchen so unterschiedlich ausfällt. Vereinfacht erklärt kommt die Masse dadurch zustande, dass alle Teilchen den Widerstand des allgegenwärtigen Higgs-Feldes spüren - mal stärker, mal schwächer, mal überhaupt nicht, so wie das Photon, das keine Masse besitzt. Mit der Existenz des Higgs-Teilchens, das Quant des Higgs-Feldes, steht und fällt das Standardmodell, mit dem die Teilchenphysiker den Aufbau der Materie fast lückenlos erklären können. Allein das Higgs-
          Teilchen fehlt noch als letzter Baustein. Findet man es, wäre das die Krönung des Standardmodells. Findet man es nicht, hätte das Standardmodell eine Lücke.

          Die Stunde der Wahrheit naht

          Bereits im Vorfeld des Seminars überschlugen sich die Kurzmeldungen auf Twitter. Ähnlich wie schon eine Woche zuvor brodelte abermals die Gerüchteküche im Netz. Die Entdeckung des Higgs oder doch wieder keine?

          Keiner im Auditorium schien exakt zu wissen, was die kommenden eineinhalb Stunden an neuen Erkenntnissen bringen würden. Fast pünktlich um 14:00 Uhr trat Rolf Dieter Heuer ans Mikrophon und eröffnete das Seminar. Als erste Rednerin präsentierte Fabiola Gianotti, Sprecherin des Atlas-Experiments, stellvertretend für ihre Kollegen die Analyse der in diesem Jahr gewonnen Daten. Anschließend kam Guido Tonelli, Sprecher der Gruppe zu Wort, die am CMS-Experiment arbeitet. Beide Großexperimente suchen unabhängig voneinander seit diesem Jahr intensiv nach dem Higgs. Dazu werden die Fragmente analysiert, die im LHC bei der Kollision von energiereichen Protonen entstehen.

          Frühere Messungen bereiten den Weg

          Die Situation stellte sich bis gestern noch wie folgt dar: Aus den Experimenten des Large-Elektron-Positron-Colliders, des Vorgängers des LHC, weiß man, dass die Masse des Higgs-Teilchens größer sein muss als 114 Gigaelektronenvolt (GeV). Aus früheren Präzisionsmessungen etwa am Tevatron-Beschleuniger des Fermilab bei Chicago lässt sich folgern, dass das Higgs-Teilchen leichter als 182 GeV sein muss. Ausgehend davon haben die Forscher des Cern in den vergangenen Monaten mit dem LHC Schritt für Schritt den möglichen Massenbereich eingeschränkt. Zuletzt ist nur noch das Fenster zwischen 114 GeV und 145 GeV offen geblieben. In den vergangenen Monaten hat man die Luminosität des umlaufenden Protonenstrahls auf 10 hoch 33 gesteigert. Dieser Wert beschreibt die Anzahl der Protonen, die gleichzeitig im Beschleuniger kreisen und pro Sekunde frontal zusammenprallen können. Auch ohne Spektakuläres zu erwarten durfte man deshalb auf die Ergebnisse von Atlas und CMS gespannt sein.

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