Mittwoch, 23. November 2011

CERN: Wissenschaftler wollen im kommenden Jahr das Higgs-Teilchen finden oder seine Existenz ausschließen

Siegfried Bethke vor dem Atlas-Detektor am Large Hadron Collider (LHC) in Genf. | Copyright: Max-Planck-Institut für Physik, mpp.mpg.de

München/ Deutschland - In einem Interview hat sich der Teilchenphysiker Siegfried Bethke vom Münchner "Max-Planck-Institut für Physik" über die bisherige Forschungsarbeit und zukünftigen Ziele der Experimente mit dem Teilchenbeschleuniger "Large Hadron Collider" (LHC) geäußert.

Seit zwei Jahren wurden hier fast eine Billiarde Teilchenzusammenstöße von den Detektoren registriert. Das Ergebnis der Suche nach Higgs-Teilchen, den sogenannten Gottesteilchen und nach Hinweisen auf neue physikalische Zusammenhänge ist bislang jedoch negativ. "Wir haben intensiv gesucht, zuvor unbekannte Teilchen konnte der LHC allerdings noch nicht entdecken. Auch Effekte, die auf neue Theorien oder gar eine neue Physik hindeuten würden, sind bislang ausgeblieben." Dieser Umstand sei "in der Tat ein klein bisschen enttäuschend, kommt aber nicht unerwartet", so Bethke, "da für eine aussagekräftige Statistik immens viele Kollisionen benötigt werden."

Aus diesem Grund solle der LHC schließlich auch nicht nur zwei Jahre, sondern zehn oder gar 20 Jahre lang laufen. "Insgeheim haben wir dennoch gehofft, dass die Natur schon früher eine Überraschung für uns bereithalten wird."

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Dennoch konnten anhand der bisherigen Experimente bislang schon weit mehr als 100 wissenschaftliche Veröffentlichungen publiziert werden. Hierbei handele es sich aufgrund der noch immer ausstehenden Entdeckungen vornehmlich um Beschreibungen von Ausschlussgrenzen für die gesuchten Phänomene, etwa für die supersymmetrischen Quarks, deren Existenz das bisherige Modell der Teilchenphysik erweitern würde. "Von denen wissen wir jetzt, dass sie mindestens 1000-mal so schwer wie Protonen sein müssen. Das klingt zunächst langweilig, ist aber sehr interessant für Physiker und für die Formulierung neuer Theorien. Zudem haben wir den LHC wie geplant dazu genutzt, das aktuelle Standardmodell der Elementarteilchen zu überprüfen. Wir wissen, dass das Standardmodell nicht die letzte Antwort der Natur sein kann. Es hat zu viele offene Fragen, es ist weit von einer Weltformel entfernt. Besonders bei hohen Energien erwarten wir Abweichungen. Diese Bereiche können wir am LHC nun erstmals testen."

Alle bisherigen Ergebnisse, so der Wissenschaftler weiter, passen jedoch noch selbst bei hohen Energien sehr gut zu den theoretischen Vorhersagen nach dem bisherigen Modell. "Das ist natürlich schön für das Standardmodell, aus Sicht einer neuen Physik ist es aber beinahe eine Enttäuschung."

Blick auf die Magneten des LHC-Teilchenbeschleunigers am CERN. | Copyright: cern.ch

Auch bei der Suche nach den mysteriösen Higgs-Teilchen habe man bislang noch kein eindeutiges positives Signal entdeckt. "Wir können aber bereits viele Bereiche ausschließen, so dass dem Higgs-Teilchen nur noch wenige Ecken bleiben, in denen es sich verstecken kann. Bei diesen Energien wollen wir kommendes Jahr verstärkt suchen. Es wäre ein Triumph, wenn wir das Teilchen finden."

Aber auch das Nichtauffinden wäre aus wissenschaftlicher Sicht nicht mit einer Niederlage gleichzusetzen: "Wenn wir auf Basis unserer Messungen definitiv ausschließen können, dass das Higgs-Boson existiert, wäre das sogar eine Revolution. Wir müssten das Standardmodell über den Haufen werfen. Theoretiker müssten nach einer alternativen Theorie suchen, die die Welt im Kleinsten schlüssig beschreiben kann. Das wäre wesentlich aufregender, als das Higgs-Teilchen einfach zu bestätigen."

"Der LHC läuft seit über einem Jahr unerwartet gut und gibt uns mehr Daten, als wir selbst unter optimistischen Annahmen gedacht hätten. Wenn das so weiter geht, werden wir spätestens Ende nächsten Jahres das Higgs-Teilchen gesehen haben – oder seine Existenz ein für alle Mal ausschließen können."

- Das Interview vom "Max-Planck-Institut für Physik" (mpp.mpg.de) veröffentlichte Interview führte Alexander Stirn.

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