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Nobelpreis für Physik : Das Phantom, das Masse in die Welt brachte

François Englert (l.) und Peter Higgs, aufgenommen am 04. Juli 2012 Bild: AFP

Die Favoriten für den Physik-Nobelpreis haben gewonnen: Der Schotte Peter Higgs und der Belgier François Englert haben vor bald fünfzig Jahren die Existenz des Masse-Teilchens vorhergesagt.

          4 Min.

          Es war der letzte noch fehlende Baustein des Weltmodells. Die Teilchenphysik, die den Aufbau der Materie bis in die kleinsten Strukturen lückenlos zu erklären versucht, hatte eine historische Marke erreicht: Das Higgs-Elementarteilchen war nachgewiesen, ziemlich sicher jedenfalls. Fast fünfzig Jahre lang hatte sich das Partikelchen jeglichem Nachweis entzogen. Es sollte die Antwort auf die scheinbar triviale, aber physikalisch äußerst vertrackte Frage geben, warum die bekannten Elementarteilchen eine Masse besitzen und warum Photonen, die Quanten des Lichts, beispielsweise nicht. Doch am 4. Juli 2012 kam die erlösende Nachricht vom europäischen Forschungszentrum Cern bei Genf: Das Higgs-Teilchen existiert.

          Manfred Lindinger

          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Mit den großen Detektoren CMS und Atlas des Teilchenbeschleunigers LHC hatte man das Teilchen bei der Kollision von energiereichen Protonen tatsächlich aufgespürt und damit eine Theorie bewiesen, die der Brite Peter W. Higgs, der Belgier François Englert und der vor zwei Jahren verstorbene Robert Brout Anfang der sechziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts unabhängig voneinander und fast gleichzeitig entwickelt hatten. Nun ist den beiden Theoretikern Higgs und Englert der Nobelpreis für Physik zuerkannt worden, für „die Formulierung eines Mechanismus, mit dem sich der Ursprung der Masse erklären lässt“ begründete die Nobel-Jury des Karolinska-Instituts in Stockholm ihre Entscheidung.

          Begeisterung unter Teilchenphysikern

          Als diese Nachricht in Stockholm bekannt gegeben wurde, brach am Forschungszentrum Cern unter den versammelten Wissenschaftlern der Jubel aus, denn auf die diesjährige Entscheidung hatte man insgeheim gehofft - auch wenn die Wissenschaftler in Genf, die den Beweis für die Existenz des Higgs-Teilchens im vergangenen Jahr erbracht hatten, nun selbst leer ausgegangen sind. Doch, wen hätte man von den rund 6000 an der Suche beteiligten Cern-Forschern noch zusätzlich küren sollen? So hat sich das Nobelkomitee offenkundig für jene Wissenschaftler entschieden, die 1964 die zündende Idee eines Mechanismus lieferten, mit dem sie schlüssig zu erklären versuchten, wie die bis dahin bekannten Materieteilchen und Austauschteilchen, die Naturkräfte vermitteln, überhaupt zu ihrer Masse gekommen sind.

          Gigantisch, dennoch gespickt mit Nanotechnik: Der CMS-Detektor am europäischen Forschungszentrum Cern.

          Obwohl seine Aussagen hervorragend experimentell bestätigt sind, erlaubt das Standardmodell der Teilchenphysik nur masselose Partikel. Peter Higgs, der häufig als Vater des später nach ihm benannten Teilchens bezeichnet wird, beschrieb in einem kurzen, nur eineinhalb Seiten langen Artikel, den er an die Redaktion der renommierten „Physics Letters“ schickte, ein hypothetisches Kraftfeld, das kurz nach dem Urknall vor 13,7 Milliarden Jahren aufgetaucht sein sollte, als sich das Universum abgekühlt hatte. Elementarteilchen, die mit dem Feld wechselwirkten, würden Energie aufnehmen und dadurch abgebremst - so die für damalige Verhältnisse recht mutige Annahme. Sie basierte allein auf strenge Symmetrieüberlegungen. Je langsamer die Teilchen sind, so die Vorstellung, desto schwerer erscheinen sie. Die Photonen, die Quanten des Lichts beispielsweise, würden nicht mit dem hypothetischen Higgs-Feld interagieren und haben deshalb auch keine Ruhemasse. Sie breiten sich daher mit dem maximal möglichen Tempo aus, der Lichtgeschwindigkeit.

          Fehlschlag beim ersten Anlauf

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