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Jagd nach dem Higgs-Boson: Physiker sind Gottesteilchen dicht auf der Spur

Forscher haben neue Hinweise auf das lange gesuchte Higgs-Boson gefunden. Es würde erklären, warum Materie eine Masse hat. Jetzt haben Physiker am Cern die Masse des mysteriösen Teilchens eingegrenzt - mit 95 Prozent Sicherheit. Winzige Restzweifel an dessen Existenz bleiben.

Higgs-Boson: Die Spur des Gottesteilchens Fotos
CERN

Genf/Berlin - Physiker haben womöglich jenes Teilchen gefunden, nach dem sie über Jahrzehnte gesucht haben: das Higgs-Boson. Am Genfer Forschungszentrum Cern verkündeten sie am Dienstag die neuesten Daten der Experimente am Teilchenbeschleuniger LHC, die auf die genaue Masse des Teilchens deuten. Das erhoffte Weihnachtsgeschenk allerdings bleibt aus: Noch sei es zu früh, um definitive Schlussfolgerungen zu ziehen. "Wir brauchen weitere Untersuchungen und mehr Daten", sagte Fabiola Gianotti.

Im Kern geht es darum, die Masse des mysteriösen Partikels möglichst genau zu bestimmen. Denn alle anderen Eigenschaften des Winzlings sind durch die Gleichungen des sogenannten Standardmodells der Teilchenphysik vorgegeben. Im Sommer hatten die Cern-Forscher bereits ein Intervall veröffentlicht, in dem sie die Masse des Higgs-Boson vermuten. Der Massebereich des Teilchens liegt demnach wahrscheinlich zwischen 115 bis 145 Gigaelektronenvolt (GeV). Zum Vergleich: Die Masse eines Protons im Inneren eines Atomkerns beträgt knapp ein GeV.

Zuletzt hatten mehrere Wissenschaftsblogs darüber berichtet, dass sowohl "CMS" als auch "Atlas" neue Hinweise auf die präzise Masse des Higgs-Boson gefunden haben. Demnach beträgt sie 125 GeV. Den neuesten Ergebnisse zufolge liegt die Masse mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 Prozent zwischen 115,5 und 131 GeV. Besonders häufig wurde die Masse bei 126 GeV gemessen.

Von einer Entdeckung wollen die Physiker aber nicht sprechen, dafür müsste eine statistische Zufallsmessung zu 99,9999 Prozent ausgeschlossen werden.

Das Standardmodell der Teilchenphysik beschreibt eine Art Baukasten für das Universum. Darin befinden sich insgesamt zwölf Elementarteilchen, aus denen sämtliche Atome der uns vertrauten Materie bestehen. Jedes der Teilchen besitzt ein sogenanntes Anti-Teilchen, das die entgegengesetzte elektrische Ladung trägt. Im gegenwärtigen Standardmodell haben die Teilchen keine Masse. Ohne Masse wären jedoch alle Partikel schnell wie das Licht, es gäbe keine Zusammenballungen - keine Atome, keine Sterne, Planeten oder Menschen.

Um dieses Dilemma zu lösen, ersannen der britische Physiker Peter Higgs und Kollegen einen Mechanismus, der den Teilchen ihre Masse verleihen soll. Er wird oft verglichen mit einer Party, auf der ein Popstar erscheint. Die Partygäste bilden dabei das Higgs-Feld. Will der Popstar den Raum durchqueren, scharen sich sofort viele Fans um ihn und machen ihn damit langsamer - der Star gewinnt gewissermaßen an Masse.

Das Higgs-Teilchen ist in dieser Analogie das Gerücht, ein Popstar durchquere den Raum: Sofort sammeln sich Fans am vermeintlichen Aufenthaltsort des Stars. Dieses Gerücht pflanzt sich durch den Raum fort und verursacht damit eine wandernde Zusammenballung.

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."

cib/hda/dpa

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insgesamt 143 Beiträge
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1. Schön, dass SPON über sowas berichtet
Kirk70 13.12.2011
Zitat von sysopForscher*haben neue konkrete Hinweise auf das lange gesuchte Higgs-Boson gefunden: Das sogenannte*Gottesteilchen soll*der Materie Masse verleihen. Jetzt wurde sein Massebereich mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 Prozent*bestimmt. Aber winzige Zweifel an seiner Existenz bleiben. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,803420,00.html
Aber die Bezeichnung Gottesteilchen halte ich für völlig fehl am Platze. Auch wenn andere es auch so nennen - übrigens weniger die Physiker selber. Wenn es einen Gott gäbe, würde der Mensch - Ebenbild Gottes - sich wohl anders verhalten. Da halte ich es mit Helmut Schmitt.
2. Na endlich!
günter1934 13.12.2011
Zitat von sysopForscher*haben neue konkrete Hinweise auf das lange gesuchte Higgs-Boson gefunden: Das sogenannte*Gottesteilchen soll*der Materie Masse verleihen. Jetzt wurde sein Massebereich mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 Prozent*bestimmt. Aber winzige Zweifel an seiner Existenz bleiben. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,803420,00.html
Es ist George Cloney.
3. Frage
abibas 13.12.2011
Zitat von sysopForscher*haben neue konkrete Hinweise auf das lange gesuchte Higgs-Boson gefunden: Das sogenannte*Gottesteilchen soll*der Materie Masse verleihen. Jetzt wurde sein Massebereich mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 Prozent*bestimmt. Aber winzige Zweifel an seiner Existenz bleiben. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,803420,00.html
Ich finde Themen der Physik grundsätzlich interessant, auch wenn ich mich mit der Materie nicht auskenne. Deshalb gut, dass SPON auch Vergleiche anstellt, die sich mir erschließen. Was mir aber nicht klar wird: in der Analogie ist das Higgs-Teilchen ein "Gerücht", oder? Ist es also kein Partikel oder Teilchen wie der Name suggeriert, sondern eine Kraft oder wie muss ich mir das vorstellen? Wäre nett, wenn mir jemand helfen könnte.
4. Nicht so der die Frage des Glaubens
silverhair 13.12.2011
Zitat von Kirk70Aber die Bezeichnung Gottesteilchen halte ich für völlig fehl am Platze. Auch wenn andere es auch so nennen - übrigens weniger die Physiker selber. Wenn es einen Gott gäbe, würde der Mensch - Ebenbild Gottes - sich wohl anders verhalten. Da halte ich es mit Helmut Schmitt.
Na ja - der Name mag etwas übertrieben sein - aber ohne dieses Masseteilchen gäbe es im Universum keinerlei Struktur - es gäbe nur Energie die sich mit max. Geschwindigkeit bewegen würde! Die "Erschaffung" von etwas ist - zumindest aus "Göttlicher Sicht" noch nicht mal das Problem - sondern ihm eine "Struktur" geben - etwas was den einen Ort von dem anderen Unterscheidet ist die wirklich Göttlichkeit! Präziser gesagt - das einzig wirklich wichtige in einen Universum ist nicht so sehr das da "was drin ist" , sondern das es "Struktur" hat - und ohne die Masse hätte es eben keine! Muss man nicht an "Gott" glauben für , das "Konzept" der Struktur ist nur eben zufälligerweise das gleiche Konzept was wir "Göttern" zuordnen - Struktur zu schaffen eben!
5.
blaubärt 13.12.2011
Zitat von abibasIch finde Themen der Physik grundsätzlich interessant, auch wenn ich mich mit der Materie nicht auskenne. Deshalb gut, dass SPON auch Vergleiche anstellt, die sich mir erschließen. Was mir aber nicht klar wird: in der Analogie ist das Higgs-Teilchen ein "Gerücht", oder? Ist es also kein Partikel oder Teilchen wie der Name suggeriert, sondern eine Kraft oder wie muss ich mir das vorstellen? Wäre nett, wenn mir jemand helfen könnte.
Es ist das Teilchen des zugehörigen Feldes. So wie das Photon das Wechselwirkungsteilchen des Elektromagnetischen Feldes ist.
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Cern: Higgs-Sucher auf der Zielgeraden

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.

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