Jagd nach dem Higgs-Boson Teilchenphysiker stehen kurz vor dem Zieleinlauf

Physiker am Large Hadron Collider (LHC) zeigen sich siegessicher: Der Fund des ominösen Higgs-Boson steht offenbar kurz bevor. Davon geht jedenfalls der Direktor des Kernforschungszentrums Cern aus. US-Forscher am Fermilab geben sich bei der Jagd nach dem Gottesteilchen aber noch nicht geschlagen.

DPA/ CERN

Von Cinthia Briseño


Die Suche nach dem Gottesteilchen neigt sich offenbar ihrem Ende zu: Wie Sprinter im Zieleinlauf um Hundertstel Sekunden kämpfen, streiten sich Teilchenphysiker dieser Tage darum, wer wohl das ominöse Higgs-Boson als erster der Weltöffentlichkeit präsentieren darf. Das Higgs-Boson, gerne auch Gottesteilchen genannt, ist jenes Teilchen, das ein uraltes Problem in der Physik lösen soll: Was verleiht Materie eigentlich Masse?

Am Dienstag verkündete der Generaldirektor des Kernforschungszentrums Cern in Genf: Sein oder nicht sein? Bald werde man eine Antwort auf die Shakespeare-Frage im Bezug auf das Higgs-Boson haben - und wissen, ob es das berühmte Teilchen nun gibt oder nicht. Sollte es tatsächlich existieren, so wie es die theoretische Physik vorhersagt, dann werde der Large Hadron Collider (LHC) am Cern das wundersame Partikel spätestens Ende 2012 detektiert haben.

Die Aufregung unter den Teilchenphysikern ist groß. In Grenoble traf sich nun die Elite, um die jüngsten Ergebnisse der Forscher am LHC zu diskutieren und zu interpretieren. Und diese klingen vielversprechend. Denn gleich zwei Experimente der Physiker liefern Hinweise auf die Existenz des Higgs Bosons: Die LHC-Detektoren "Atlas" und "CMS" registrierten eine ungewöhnliche Häufigkeit von leichteren Teilen im Massebereich von 130 bis 145 Giga-Elektronenvolt (GeV).

Wegen der bekannten Beziehung E=m*c2 sind Masse und Energie austauschbar. Und aus früheren Experimenten war bereits bekannt, dass die Masse des Gottesteilchens größer als 114 und kleiner als 185 GeV sein muss. 100 GeV entsprechen etwa der 107-fachen Masse eines Protons. Außerdem hatten Physiker bereits mit 95-prozentiger Wahrscheinlichkeit ausschließen können, dass die Masse des Higgs-Bosons im Bereich zwischen 158 und 175 GeV liegt.

Aus dem Fenster gelehnt

"Wir wissen, mit welcher Wahrscheinlichkeit dieses Teilchen produziert würde und mit welcher Effizienz die Detektoren es sehen würden", sagt Cern-Direktor Rolf-Dieter Heuer. Deshalb wage er es nun, sich aus dem Fenster zu lehnen - und definitive Erkenntnisse zum Higgs-Boson bis zum Ende kommenden Jahres zu versprechen.

In 100 Meter Tiefe im Grenzgebiet zwischen der Schweiz und Frankreich beschleunigen die Teilchenphysiker des europäischen Kernforschungszentrums Protonen und Bleiatomkerne beinahe auf Lichtgeschwindigkeit. Mit großer Wucht prallen die Teilchen im 27 Kilometer langen Ringbeschleuniger, dem Large Hadron Collider (LHC), aufeinander. Seit März 2010 läuft der LHC stabil bei hoher Energie.

Auf jeden Fall sei der LHC eine Entdeckungsmaschine, sagt Heuer. "In einem ersten Schritt hat der LHC die bekannte Physik bestätigt. Alle Elementarteilchen, die wir kennen, konnten wir bei dieser hohen Energie erzeugen, so, wie wir es erwarteten." Zwar sei somit bisher im ersten Betriebsjahr noch nichts Neues entdeckt worden. Die Forscher hätten aber erst einen Bruchteil der Daten, weniger als ein Promille, zur Verfügung.

Aber auch auf der anderen Seite des großen Teichs hofft man auf die große Entdeckung: Am Wochenende vermeldeten Wissenschaftler vom Fermilab, an dem der US-Teilchenbeschleuniger Tevatron steht, das der DZero-Detektor ein schwaches Signal registriert habe, bei dem es sich um das Higg-Boson handeln könnte. Im Bereich von 140 GeV geschehe etwas "faszinierendes", erklärte der Tevatron-Sprecher Stefan Söldner-Rembold der BBC.

Ein echtes Signal?

Allerdings gaben sich die Physiker vom Fermilab etwas zurückhaltender. Der Grund: Die Wahrscheinlichkeit, dass das Signal tatsächlich echt ist, liegt lediglich bei 68,3 Prozent. Für gewöhnlich verkünden Physiker die Entdeckung eines Signals erst, wenn die Wahrscheinlichkeit bei 99,9999 Prozent liegt, dass das Signal echt ist.

Selbst Rob Roser, Projektleiter am Fermilab sagte über das vermeintliche Signal gegenüber "Nature": "Man könnte es einen Hinweis nennen. Ich würde es aber nicht tun."

Dennoch glauben die US-Physiker, dass sie auf der richtigen Spur sind. Da zwei unabhängig voneinander arbeitende Gruppen Signale im gleichen Massebereich entdeckt hätten, sei die Wahrscheinlichkeit hoch, dass es sich um ein echtes Signal handle, so Söldner-Rembold.

Aber auch am LHC ist Vorsicht noch angebracht: Die Forscher hätten erst ein Zehntel der nötigen Menge an Kollisionen geliefert, um die Higgs-Frage zu beantworten, sagt Heuer. "Das Higgs-Teilchen wäre eine große Entdeckung. Aber eine fast noch größere Entdeckung wäre seine Nichtentdeckung." Das gefundene Signal könnte sich trotz der insgesamt 100 Billionen Teilchenkollisionen bis Ende Juni als zufällig herausstellen. Deshalb sind Billionen weiterer Kollisionen nötig, um das Signal zu bestätigen.

Das Higgs-Boson sei das letzte fehlende Puzzleteil, so Heuer. "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."

Mit Material von dpa

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insgesamt 230 Beiträge
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Seite 1
Kurt Limdäpl 27.07.2011
1. Higgs-Boson
Ich finde die Bezeichnung 'Gottesteilchen' einfach nur ekelhaft.
wilam 27.07.2011
2. dachte immer,
wenn wir zurückfallen in die Steinzeit, dann wäre der Verlust des Wissens das Einzige, was wir bedauern sollten. Aber Higgs-Bosonen? Hätten die Wondschinas nicht denselben Erklärungswert und wären noch viel schöner?
Websingularität 27.07.2011
3. Erst mal abwarten!
Zitat von sysopPhysiker am Large Hadron Collider (LHC) zeigen sich siegessicher: Der Fund des ominösen Higgs-Boson steht offenbar kurz bevor. Davon geht jedenfalls der Direktor des Kernforschungszentrums Cern aus. US-Forscher am Fermilab geben sich bei der Jagd nach dem Gottesteilchen aber noch nicht geschlagen. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,776507,00.html
Ich hoffe dass das Higgs-Teilchen nicht entdeckt wird, sonst geht mein Weltbild kaputt. Andernfalls geht aber das Weltbild der Forscher kaputt, sollte man es nicht entdecken.
Würze 27.07.2011
4. Sie haben recht.
Zitat von Kurt LimdäplIch finde die Bezeichnung 'Gottesteilchen' einfach nur ekelhaft.
Das Wort "Gott" im Zusammenhang mit Wissenschaft und physikalischen Tatsachen zu nennen, ist an sich eine Beleidigung der menschlichen Intelligenz. Aber seien Sie nachsichtig, auch Physiker haben Humor.
FXRichter 27.07.2011
5. Das Spannende ist,
dass die Theorie jetzt der Praxis voraus ist, und dass die Experimente das finden sollen, was in die Theorie passt. Obwohl auch ich den Namen Gottes-Teilchen(!) blöd finde, tritt hier etwas Göttliches zu Tage, nämlich die Ewigkeit der Mathematik, der Symmetrie, des Programms: der "Geist über den Wassern".
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