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Neues Elementarteilchen entdeckt

von Dagmar Oberndorfer, wissen.de, Juli 2012

Die Forscher am Genfer Kernforschungszentrum CERN entdeckten 2012 ein neues Elementarteilchen - vermutlich das lang gesuchte Higgs-Boson. Die Gerüchteküche hatte schon Tage zuvor gebrodelt, als die Forscher die Entdeckung am 4. Juli veröffentlichten. Jahrelang hatten Physiker nach dem Elementarteilchen gesucht, ganz nah waren sie ihm Ende 2011 Jahres gekommen. Für einen sauberen wissenschaftlichen Nachweis genügten die Ergebnisse damals allerdings nicht. Das war 2012 anders. Die Forscher konnten ihr Datenmaterial verdoppeln - wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers verschwindend gering wurde.

 

Das fehlende Elementarteilchen

Warum ist die Entdeckung so sensationell? Das Higgs-Boson ist ein Elementarteilchen, das eine wichtige Rolle im Standardmodell der Elementarteilchen spielt. Dabei handelt es sich um eine Beschreibung der Welt auf subatomarer Ebene, es geht dabei also um die Teilchen, aus denen Atome aufgebaut sind. Diese Bausteine haben an sich keine Masse. Vielmehr werden sie durch das alles durchdringende Higgs-Feld abgebremst – eine Art modernen Äther. Je stärker die Elementarteilchen mit dem Feld in Wechselwirkung treten, desto schwerer werden sie. Das Feld wiederum ist mit den Higgs-Bosonen verknüpft, die auch als Gottesteilchen bekannt sind – allerdings nicht wegen ihrer Bedeutung für die Physik. Der Begriff geht auf ein Buch von Leon Lederman zurück. Aus dem Vorschlag, es "The God Damn Particle" (das gottverdammte Partikel) zu nennen, machten die Verleger kurzerhand "The God Particle". Der einprägsame Name hält sich in den Medien hartnäckig, ist unter Wissenschaftlern jedoch unbeliebt.

Benannt sind die Higgs-Bosonen nach dem britischen Physiker Peter Higgs, der ihre Existenz 1964 vorschlug. Die Theorie passte gut zur bestehenden Physik, die Teilchen nachzuweisen ist jedoch schwierig. Die Forscher in Genf versuchten deshalb, dem Higgs-Teilchen über einen Umweg auf die Schliche zu kommen: Mit den Teilchendetektoren ATLAS und CMS beobachteten sie Billionen von Kollisionen zwischen Protonen, bei denen, so die Vermutung, manchmal Higgs-Bosonen entstehen. Diese müssten theoretisch in andere, messbare Teilchen zerfallen. Die Forscher hoffen jetzt, dass es ihnen gelungen ist, genau dieses Phänomen in ihren Experimenten zu beobachten.
Nach vorläufigen Ergebnissen liegt die Masse des neu entdeckten Teilchens bei etwa 125 bis 126 GeV (Gigaelektronenvolt). Damit ist es das schwerste Boson, das bis jetzt gefunden wurde. Zum Vergleich: Ein Proton hat eine Ruhemasse von rund 0,9 GeV. Um herauszufinden, ob das Teilchen tatsächlich die prognostizierten Eigenschaften hat, sammeln die Wissenschaftler weiter Daten.

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