14. Dezember 2011

Dem Higgs-Teilchen dicht auf den Fersen Dem Higgs-Teilchen dicht auf den Fersen

Wissenschaftler finden unter Beteiligung der Universität Bonn erste Hinweise auf das rätselhafte Higgs-Boson

Am Europäischen Zentrum für Elementarteilchenphysik CERN in Genf sind Wissenschaftler dem rätselhaften Higgs-Boson dicht auf den Fersen. Nach Auswertung erster Messungen mit dem Large Hadron Collider (LHC) haben sie Hinweise auf das bislang nur theoretisch postulierte Teilchen gefunden. Diese Anhaltspunkte für das Higgs-Teilchen sollen nach der Winterpause des LHC im Februar weiter untersucht werden. An den Messungen mit dem Großdetektor ATLAS sind die Physiker der Universität Bonn als größte deutsche Gruppe beteiligt.

Reaktionsprodukte einer Teilchenkollision am Large Hadron Collider:
Reaktionsprodukte einer Teilchenkollision am Large Hadron Collider: - Die vier sehr geraden blauen Spuren sind ein Anzeichen für den Zerfall eines Higgs-Teilchens. Sie können aber auch von einer anderen Reaktion vorgetäuscht worden sein. © Foto: CERN

„Die aufsehenerregenden Daten wurden gestern am CERN bei einem Seminar vor den Augen hunderter Wissenschaftler vorgestellt“, berichtet Prof. Norbert Wermes vom Physikalischen Institut der Universität Bonn. „Es ist aber noch zu früh, von einer Entdeckung zu sprechen - wir brauchen noch weitere Messungen, um die Hinweise statistisch abzusichern.“ Da der Large Hadron Collider (LHC) am CERN bis Februar abgeschaltet bleibt, müssen sich die Wissenschaftler noch etwas gedulden. „Wir rechnen im Laufe des nächsten Jahres mit endgültigen Resultaten“, sagt Wermes.

In dem Großdetektor ATLAS ist die Universität Bonn als größte deutsche Gruppe mit den Professoren Ian C. Brock, Klaus Desch, Jochen Dingfelder und Norbert Wermes engagiert. Der in Bonn maßgeblich entwickelte Pixeldetektor von ATLAS ist gewissermaßen eine Lupe für den Urknall. Er sitzt unmittelbar an der Kollisionszone der in dem LHC-Beschleuniger zusammenprallenden Protonen. Jetzt arbeiten die Bonner Forscher an der Suche nach dem Higgs-Teilchen intensiv mit.

Das Higgs nimmt in der durch viele Experimente überprüften Theorie der Elementarteilchen eine Schlüsselrolle ein. Es hängt unmittelbar mit der Art und Weise zusammen, wie Elementarteilchen Masse erhalten, nämlich durch Wechselwirkung mit dem postulierten Higgs-Medium. Der Effekt ist der gefühlten Bewegungseinschränkung ähnlich, wenn man sich etwa durch  Wasser oder zähen Honig bewegt. „Das Higgs-Teilchen ist eine unmittelbare Konsequenz der Theorie, dem so genannten Standardmodell. Seine Entdeckung wird fieberhaft erwartet“, sagt Prof. Wermes.

Die gestern gezeigten Resultate des ATLAS Experimentes beruhen auf 350 Millionen Milliarden Kollisionen, deren Daten dieses Jahr aufgenommen wurden. Für das Higgs-Teilchen wird es nun eng. Die Ergebnisse schränken den Massenbereich, in dem das Higgs-Boson sich noch aufhalten kann, auf ein sehr kleines Fenster zwischen 116 und 130 Giga-Elektronenvolt (GeV) ein. Darüber hinaus sehen sowohl ATLAS als auch CMS beide unabhängig voneinander erste Anzeichen in den Messungen, die darauf hindeuten, dass das Higgs tatsächlich innerhalb dieses Fensters sein könnte, wenn auch die geforderte Signifikanz noch nicht ausreicht.

Die Hoffnungen der Wissenschaftler sind groß. „Derzeit sieht es so aus, als ob das Standardmodell in Bezug auf das Higgs-Teilchen richtig liegen könnte“, sagt Prof. Dingfelder. „Wir wissen andererseits aber, dass das Modell für die vollständige Erklärung der Teilchenwelt nicht ausreicht. Dies macht die kommenden Jahre umso spannender.“


Kontakt:

Prof. Dr. Norbert Wermes
Physikalisches Institut
Tel. 0228/733533
wermes@physik.uni-bonn.de

 

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