Higgs-Teilchen vermutlich gefunden Forscher feiern Meilenstein der Teilchenphysik

Redakteur: Peter Koller

Die Teilchenphysik feiert einen Durchbruch: Das jahrzehntelang gesuchte Higgs-Teilchen ist wahrscheinlich gefunden. Es verleiht anderen Elementarteilchen ihre Masse.

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Der ATLAS-Detektor am Cern: Er war maßgeblich an der mutmaßlichen Entdeckung des Higgs-Boson beteiligt
Der ATLAS-Detektor am Cern: Er war maßgeblich an der mutmaßlichen Entdeckung des Higgs-Boson beteiligt
(Foto: CERN)

Die über Jahre gesammelten Daten zeigen mit sehr hoher Signifikanz ein Teilchen im Energiebereich von rund 125 GeV (Giga-Elektronenvolt), berichteten Forscher am Mittwoch am Teilchenforschungszentrum Cern in Genf. Sie sind aber noch nicht hundertprozentig sicher, dass es sich um das Higgs-Teilchen handelt. "Wir benötigen mehr Daten", hieß es.

Die Daten zeigten klare Signale von einem neuen Teilchen im Signifikanzbereich von 5 Sigma. Das gilt als Grenze, damit eine Entdeckung wirklich anerkannt ist. "Die Ergebnisse sind vorläufig, aber das 5-Sigma-Signal im Bereich um 125 GeV, das wir sehen, ist drastisch", teilte das Cern mit. "Es ist schwer, nicht aufgeregt zu werden bei diesen Ergebnissen", sagte Cern-Forschungsdirektor Sergio Bertolucci.

Es spricht manches dafür, dass es sich um das Higgs-Teilchen handelt. „Erst nach weiteren Untersuchungen können wir entscheiden, ob es sich tatsächlich um den noch fehlenden Baustein des Standardmodells handelt oder ob wir etwas gänzlich Unerwartetes gefunden haben. Beides wären große Entdeckungen“, so Univ.-Prof. Dr. rer.nat. Achim Stahl, Inhaber des Lehrstuhls für Experimentalphysik IIIB der RWTH Aachen. Das Projekt des Large Hadron Collider und seine Experimente wurden 1990 in einem international vielbeachteten Workshop in Aachen aus der Taufe gehoben.

"Was sich hier anbahnt, ist für mich bisher die Entdeckung des Jahrhunderts", schwärmte Prof. Joachim Mnich, Forschungsdirektor des Deutschen Elektronen-Synchrotrons Desy. "Am deutlichsten überzeugt mich, dass wir in den zwei unabhängigen Datensätzen aus dem letzten und aus diesem Jahr das gleiche Signal sehen, und das konsistent in beiden Experimenten, Atlas und CMS."

"Mit dieser bedeutenden Beobachtung wird vielleicht die Tür in eine neue Welt der Teilchenphysik aufgestoßen", sagte Prof. Bernhard Spaan von der Technischen Universität Dortmund. Er ist Vorsitzender des deutschen Komitees für Elementarteilchenphysik.

Ist die Lücke im Standardmodell der Teilchenphysik gestopft?

In den vergangenen Jahrzehnten haben Physiker ein Modell entwickelt, das die Bausteine der Materie und ihre Kräfte hervorragend beschreibt. Es wird heute das Standardmodell der Teilchenphysik genannt. Allerdings hat dieses Modell eine Schwachstelle: Austauschteilchen wie das Photon, die die Kräfte vermitteln, müssen masselos sein. Während dies auf das Photon zutrifft, sind die Kraftteilchen der schwachen Wechselwirkung schwerer als Atome – also Schwergewichte in den Maßstäben der Elementarteilchenphysik. Um diesen Widerspruch aufzulösen, führten Peter Higgs und andere 1964 ein neues Konzept ein. Wenn dieses Konzept korrekt ist, müsste es ein bisher noch nicht entdecktes Teilchen geben, das heute „Higgs-Teilchen“ genannt wird. Nach ihm wird seither intensiv gesucht.

Die RWTH-Wissenschaftler haben maßgeblichen Anteil an der jetzigen Entdeckung. Sie haben das Projekt mit geplant, die Technologien entwickelt und Teile des hochauflösenden Silizium-Spurdetektors und der Myonkammern in Aachen gebaut. Mit dem Spurdetektor werden die Impulse geladener Teilchen vermessen, mit den Myonkammern identifiziert man die Myonen als schwere Elektronen unter der Vielzahl erzeugter Teilchen. Beide Komponenten sind von entscheidender Bedeutung für den Nachweis des Higgs-Bosons.

Der ATLAS-Detektor ist der grösste der vier Detektoren, die im Large Hadron Collider (LHC) am Cern eingebaut sind. Läuft der LHC auf vollen Touren, finden im ATLAS-Detektor pro Sekunde eine Milliarde Protonen-Kollisionen statt.

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