Mittwoch, 4. Juli 2012

Teilchenbeschleuniger LHC: Wissenschaftler beobachten erstmals Partikel mit Eigenschaften des "Gottesteilchens"


Grafische Darstellung einer Protonenkollision eines Zerfalls, wie er vom Higgs-Boson-Teilchen erwartet wurde.
| Copyright: CERN, cern.ch



Genf (Schweiz) - "Der Nachweis der Higgs-Teilchen ist in greifbarer Nähe - Unser Bild vom Universum steht davor, sich zu verändern", so beginnt die Presseerklärung der Wissenschaftler am Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider) des Europäischen Kernforschungszentrum CERN nahe Genf am heutigen Mittwoch, mit der die Forscher die neusten Ergebnisse der Experimente auf der Suche nach dem sogenannten "Gottesteilchen", dem "Higgs-Boson-Teilchen" erläuterten.

Mit den Messexperimenten ATLAS und CMS haben die Wissenschaftler demnach ein neues Elementarteilchen entdeckt, bei dem es sich wahrscheinlich um jenes lange gesuchte Teilchen handelt, das allen Objekten im Universum ihre Masse verleihen soll.

Wie zuvor anhand des Standardmodells der Teilchenphysik vorhergesagt, entdeckten die Forscher das Teilchen bei einer Masse von 125 Gigaelektronenvolt (GeV): "Die von den beiden Großdetektoren ATLAS und CMS beobachteten Signale beschreiben Zerfälle eines neuen Teilchens mit einer Masse von etwa 125 GeV/c2", erläutert der an den Experimenten beteiligte Prof. Thomas Müller vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT, kit.edu). "Die Zahl der Ereignisse und die Verteilungen der nachgewiesenen Zerfallsteilchen entsprechen der Hypothese, dass es sich um das Higgs-Boson handelt. Die Wahrscheinlichkeit, dass die beobachteten Signale eine Fehlmessung oder statistische Fluktuation sind, liegt bei 1:1.000.000."

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Müller bezeichnet die Entdeckung des Higgs-Teilchens, die sich jetzt am CERN abzeichne, als einen Meilenstein der Grundlagenforschung. "Wir sind einem Traum der Menschheit ein wichtiges Stück näher gekommen: Verstehen, was die Welt im Innersten zusammenhält!"

Die Bedeutung des Higgs-Teilchens erläutert der Wissenschaftler denn auch wie folgt: "Jedem Elementarteilchen kommt eine besondere Aufgabe zu: aus den sog. Fermionen, also Quarks und Leptonen, wird die Materie aufgebaut, während die sog. Bosonen Kräfte übermitteln. Das Higgs-Boson ist dafür verantwortlich, dass Elementarteilchen ihre (träge) Masse erhalten. Jedes fundamentale Teilchen ist ein unverzichtbarer Baustein unserer Natur, ohne den die Welt wie wir sie kennen nicht existieren würde. Aber anders als im Falle der übrigen Kräfte kann man sich Alternativen zum Higgs-Boson vorstellen. Sollte das Higgs-Boson nicht existieren, müsste eine andere, exotische Kraft seinen Platz einnehmen. Die am 4. Juli 2012 präsentierten Resultate zeigen aber, dass das beobachtete Signal mit der Hypothese des Zerfalls eines Higgs-Boson am besten vereinbar ist."

Noch im laufenden Jahr sollen nun die Datenmenge vervierfacht werden. "Das wird uns erlauben, die Eigenschaften des gefundenen Teilchen genauer zu vermessen, dazu gehören dessen Masse, die Kraft, mit der es an verschiedene Teilchen koppelt und weitere wichtige Kenngrößen, mit denen geprüft werden kann, ob das gefundene Teilchen sich konsistent in das Standardmodell der Teilchenphysik einfügt", so Müller. Erst dann könne man sich festlegen, ob es sich tatsächlich um das Higgs-Boson-Teilchen handele. "Auch haben wir dann noch nicht die grundlegenden Geheimnisse der Natur aufgedeckt, zu denen auch die Beschaffenheit der Dunklen Materie oder die Asymmetrien in der Natur gehören. Ein langjähriges Messprogramm am LHC, ab 2015 bei doppelter Energie, wird uns deutliche Erkenntnisgewinne bringen."

Die vollständige Auswertung und Interpretation der aktuellen Messungen sollen schon Ende Juli veröffentlicht werden.

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