Higgs-Boson: Das Teilchen, das die Welt zusammenhält

Im illustren Zoo der Elementarteilchen fehlt bisher ein entscheidendes Exemplar: das Higgs-Boson. Das Teilchen wäre der Beweis für die Existenz des Higgs-Feldes, das aller Materie Masse verleiht. Doch trotz jahrzehntelanger Suche haben Physiker es bisher nicht gefunden.

Berlin - Higgs-Bosonen, theoretisch bereits Mitte der sechziger Jahre vorhergesagt, sind Anregungen des sogenannten Higgs-Feldes. Wenn es gelingt, dieses Teilchen nachzuweisen, dann würde dies zugleich als Beweis für das Higgs-Feld gelten. Dieses Feld soll das gesamte Universum durchdringen und so dafür sorgen, dass alle Objekte eine Masse haben.

Was hinter dem Higgs-Mechanismus steckt, hat der Physiker David Miller einmal mit seinem Cocktailparty-Gleichnis veranschaulicht. Die Teilnehmer einer politischen Feier sind gleichmäßig im Raum verteilt. Plötzlich kommt die damalige britische Premierministerin Margaret Thatcher herein. Sie läuft durch die Menge - und sofort bildet sich eine Menschentraube um sie.

Thatcher kann den Raum nicht einfach so durchqueren wie ein Photon, denn Thatcher hat eine große Masse. Wenn sie weiterläuft, treten Partyteilnehmer, denen sie sich nähert, auf sie zu. Andere, von denen sie sich entfernt, wenden sich von ihr ab und ihren ursprünglichen Gesprächspartnern wieder zu.

Der Higgs-Mechanismus ist nichts anderes als ein Hintergrundfeld, das erfunden wird, um Teilchen Masse zu verleihen. Bewegen sich die Teilchen durch das Feld, wird das Feld um sie herum verzerrt. Zurück zum Cocktailparty-Gleichnis: Warum aber wenden sich Menschen der Ex-Premierministerin zu? Weil sie von ihrem Nebenmann gesagt bekommen: "Guck mal, wer da gekommen ist." Es ist das Getuschel, das die Zusammenballung auslöst. Es verleiht Margaret Thatcher Masse - und so gesehen ist das Getuschel im Raum nichts anderes als das gesuchte Higgs-Boson. Es wandert durch den Raum - als Zusammenballung von Menschen, und mittendrin ist die Premierministerin.

Das Higgs-Teilchen hat nach dem sogenannten Standardmodell der Teilchenphysik keine elektrische Ladung. Seine Masse konnte bisher noch nicht genau bestimmt werden. Forschern ist es aber gelungen, den Massebereich des Teilchens immer weiter einzugrenzen. Doch eine direkte Beobachtung fehlt bis heute. Und so ist es auch möglich, dass das gesuchte Teilchen gar nicht existiert - oder dass es sich in Wahrheit um mehr als ein Partikel handelt.

Wie wichtig das Higgs-Boson als letztes fehlende Puzzleteil des Standardmodells ist, hat Cern-Chef Rolf-Dieter Heuer einmal so beschrieben;. "Wenn dieser Grundbaustein aber nicht existiert, dann hätten wir 40 Jahre nach Einführung dieses schönen Modells zum ersten Mal einen echten Bruch entdeckt. Was bliebe, wäre ein großes Loch, und wir müssten etwas anderes finden, um es auszufüllen."

chs/hda

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insgesamt 6 Beiträge
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1.
musikkuss 07.12.2011
Zitat von sysop..., doch trotz jahrzehntelanger Suche haben Physiker es bisher nicht gefunden. Higgs-Boson: Das Teilchen, das die Welt zusammenhält - SPIEGEL ONLINE - Nachrichten - Wissenschaft (http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,802356,00.html)
Um Gott zu suchen, braucht man nicht 40 Jahre seiner Lebens-Zeit und das Geld der Steuerzahler zu verschwenden. Aber eben, das wäre ja dann nicht wissenschaftlich...
2.
VonEich 07.12.2011
Zitat von musikkussUm Gott zu suchen, braucht man nicht 40 Jahre seiner Lebens-Zeit und das Geld der Steuerzahler zu verschwenden. Aber eben, das wäre ja dann nicht wissenschaftlich...
Zum Glück denken nicht alle Menschen so, denn wenn das so wäre hätten sie vor hunderten Jahren Gott in einer Rübe gefunden und wir hätten jetzt kei Internet um uns zu trollen oder über Wissenschaftler aufzuregen, richtig?
3. Halleluja
zweibein 07.12.2011
Zitat von musikkussUm Gott zu suchen, braucht man nicht 40 Jahre seiner Lebens-Zeit und das Geld der Steuerzahler zu verschwenden. Aber eben, das wäre ja dann nicht wissenschaftlich...
Stimmt,das wäre außerdem auch nicht gottgefällig.Geradezu sündhaft geizig.2000 Jahre,und das Vermögen,Blut und Leben der Ungläubigen zu verschwenden,erscheint doch sehr viel angemessener. Das ist zwar immer noch nicht wissenschaftlich,aber doch wenigstens christlich.
4. Also,
WStrehlow 07.12.2011
Zitat von musikkussUm Gott zu suchen, braucht man nicht 40 Jahre seiner Lebens-Zeit und das Geld der Steuerzahler zu verschwenden. Aber eben, das wäre ja dann nicht wissenschaftlich...
wir sind näher dran, das Higgs-Boson zu finden als Gott. Den hat in den letzten 2.000 Jahren niemand nachweisen können. Da gibt es leider nur diverse sich widersprechende unbewiesene Theorien, mit denen jedoch manche viel Geld verdienen. Also bitte, zurück zum Thema.
5. Theorie und wissenschaftliche Theorien
DonCarlos 13.12.2011
Zitat von WStrehlowwir sind näher dran, das Higgs-Boson zu finden als Gott. Den hat in den letzten 2.000 Jahren niemand nachweisen können. Da gibt es leider nur diverse sich widersprechende unbewiesene Theorien, mit denen jedoch manche viel Geld verdienen.
Für wissenschaftliche Theorien braucht man mehr als nur ein Gerücht. Man braucht z. B. ein paar handfeste Fakten. Für einen Gott haben wir noch nicht einmal das. Selbst den Anforderungen an eine wissenschaftliche Arbeitshypothese genügt "Gott" nicht.
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Die Grundkräfte der Natur
Fundamentale Wechselwirkungen
Sie sind buchstäblich das, was die Welt im Innersten zusammenhält: die Grundkräfte der Natur. Sie sind die Basis aller physikalischen Vorgänge, ohne sie wäre unser Universum nicht denkbar. Die Wissenschaft kennt vier dieser Kräfte, die auch fundamentale Wechselwirkungen genannt werden. Seit Jahrzehnten fahnden Wissenschaftler auch nach einer fünften - bisher allerdings ergebnislos.
Die Gravitation
Isaac Newton hat im 17. Jahrhundert die Schwerkraft erstmals mathematisch beschrieben. Sie besitzt eine unendliche Reichweite, lässt sich - anders als andere Grundkräfte - nicht abschirmen und wirkt vor allem auf große Distanzen. Planeten, Sterne und ganze Galaxien werden maßgeblich von ihr gesteuert. Dennoch ist sie die schwächste aller Fundamentalkräfte. Ein Mensch etwa - obwohl im Vergleich zur Erde winzig klein - kann die Schwerkraft zumindest kurzzeitig spielend mit seiner Körperkraft überwinden.
Die elektromagnetische Kraft
Sie ist neben der Gravitation die zweite Kraft, der schon früh der Rang eines allgemeinen Naturgesetzes gegeben wurde. Auf ihr basieren die meisten Alltagsphänomene: Wenn eine Glühbirne dank Strom Licht erzeugt, wenn Magneten sich anziehen, wenn Substanzen chemisch miteinander reagieren ist die elektromagnetische Wechselwirkung die Basis des Geschehens. Die Teilchen, durch die sie vermittelt wird, sind die Photonen.
Die starke Kernkraft
Die Kernkräfte wurden erst im 20. Jahrhundert mit der Entdeckung von Atomkernen und Radioaktivität beschrieben. Nach dem Standardmodell der Elementarphysik besteht ein Atomkern aus Neutronen und Protonen, die sich wiederum aus Quarks zusammensetzen. Die starke Kernkraft, auch starke Wechselwirkung genannt, hält diese Quarks zusammen - und damit auch die Atomkerne. Sie wird durch Gluonen vermittelt.
Die schwache Kernkraft
Die schwache Wechselwirkung ist die Grundlage einiger radioaktiver Zerfallsprozesse und spielt auch eine Rolle bei der Kernfusion, die etwa im Innern von Sternen abläuft. Sie besitzt wie auch die starke Kernkraft nur eine kurze Reichweite.

Die schwache Kernkraft sagt auch die Existenz des sogenannten Higgs-Bosons voraus, das der Theorie zufolge allen anderen Elementarteilchen ihre Masse verleiht. Der Partikel, auch "Gottesteilchen" genannt, wurde bisher aber noch nicht direkt beobachtet. Weltweit fahnden Forscher intensiv nach dem Teilchen. Mit Hilfe großer Teilchenbeschleuniger wie dem Large Hadron Collider (LHC) in Genf könnte es schon bald nachgewiesen werden.
Die fünfte Kraft
Seit Jahrzehnten fahnden Wissenschaftler nach einer fünften Kraft. Sie soll ähnlich schwach sein wie die Gravitation und auf Objekte aller Art wirken. Doch experimentell ließ sich die fünfte Fundamentalkraft - trotz einiger Versuche insbesondere in den späten achtziger Jahren - nicht schlüssig belegen.