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Aus der Urknallmaschine : Kein neues Teilchen in Sicht

Alles alte Bekannte: Teilchenfragmente nach der Kollision von Wasserstoffkernen im LHC, gemessen vom Teilchendetektor CMS Bild: Cern

Die Spekulation über einen seltsames Signal in den Messdaten der Cern-Forscher hat ein Ende. Es war alles nur Statistik.

          2 Min.

          Jede Menge Daten und Ergebnisse, aber noch immer keine Anzeichen einer neuen Physik. So könnte man nüchtern den Stand der Experimente mit dem „Large Hadron Collider“ (LHC) am europäischen Forschungszentrum Cern bei Genf nennen, der jetzt auf einer Tagung in Chicago präsentiert wurde. Dabei waren die Hoffnungen etwas völlig Neues zu entdecken, das sich nicht mit der gängigen Vorstellung vom Aufbau der Materie und von den bekannten Kräften erklären lässt, nicht ganz unberechtigt.

          Manfred Lindinger
          Redakteur im Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Im vergangenen Jahr hatte man am Cern bei der Kollision von energiereichen Wasserstoffkernen eine erhöhte Zahl von Photonen in einer Zerfallskurve gemessen. Sowohl der Detektor CMS als auch Atlas hatten diesen „Hubbel“ bei einer Kollisionsenergie von 750 Gigaelektronenvolt ausgemacht. Diese Beobachtung ließ die Gemeinde der Teilchenphysiker aufhorchen. In den sozialen Medien wurde, kaum war die Nachricht in der Welt, heftig spekuliert. Hat man am Cern ein neues Teilchen entdeckt, das in zwei Photonen zerfällt? War es ein Zeichen für ein schweres Higgs-Teilchen, dessen leichtere Variante man bereits drei Jahre zuvor zweifelsfrei nachgewiesen hatte?

          Das zarte Signal verschwindet

          In mehr als 400 theoretischen Arbeiten wurden Szenarien von unbekannten supersymmetrischen Partikeln entworfen, die die Verbindung zwischen den bekannten Materieteilchen und den wirkenden Kraftteilchen – den Bosonen – herstellen sollen. Oder handelte es sich um etwas völlig unbekanntes, das die Existenz der dunklen Materie erklärte? War war es gar das Graviton, das Quantenteilchen der Schwerkraft?

          Die in Chicago präsentierten Daten sprechen ein klare Sprache.
          Die in Chicago präsentierten Daten sprechen ein klare Sprache. : Bild: Cern

          Doch alles umsonst, wie sich jetzt herausstellt. Denn das zarte Signal aus dem vergangenen Jahr ist in den Messkurven der Teilchenphysiker des Cern verschwunden. Es war nur eine statistische Fluktuation, wie die jüngste Analyse der seit April dieses Jahres gewonnenen Daten zeigen, verkündeten die beiden Sprecher von Atlas und CMS Dave Charlton und Tiziano Camporesi in Chicago.

          Kopf hoch und Blick nach vorn

          Dabei hat bereits der der nüchterne Blick auf die Daten von 2015 gezeigt, dass die Signifikanz der vermeintlichen Resonanz weniger als zwei Sigma betragen hat. Um von einem echten Effekt zu sprechen, hätten es mindestens fünf Sigma sein müssen. Denn sonst handelt es sich nur um einen schwachen Hinweis. Weil man im Frühjahr die Luminosität der im LHC umlaufenden Protonenstrahlen ein weiteres Mal kräftig erhöht und damit die Kollisionsrate der Wasserstoffkerne, sollten seltene Ereignisse in den Messdaten fortan deutlicher zu erkennen sein – oder eben verschwinden.

          Doch echte Teilchenphysiker zeigen sich selten enttäuscht, sondern richten den Blick nach vorne. Schon in den vergangenen Monaten habe man fünf Mal so viel Daten gesammelt wie in der gesamten Messkampagne 2015, verkündeten die Cern-Forscher stolz. Irgendwann, ist man zuversichtlich, wird sich die unbekannte fünfte Kraft oder ein neues Teilchen zeigen, das so gar nicht in das Konzept des Standardmodells passt – vorausgesetzt, die Natur ist den Teilchenphysikern freundlich gestimmt. Ungeklärte Fragen, auf die man händeringend Antworten sucht, haben die Cern-Forscher mehr als genug.

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