Dienstag, 10. Juli 2012

US-Partikelphysiker: Am CERN entdecktes Teilchen könnte sich nur als Higgs-Boson tarnen


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

Chicago (USA) - Die Entdeckung eines Elementarteilchens mit den Merkmalen des sogenannten Higgs-Bosons, jenem Teilchen also, das als "Gottesteilchen" medial gefeiert wird und allen Dingen im Universum ihre Masse verleihen soll, galt und gilt schon jetzt als größte wissenschaftliche Sensation der vergangenen Jahrzehnte (...wir berichteten). Dabei steht noch gar nicht eindeutig fest, dass mit den Experimenten am europäischen Kernforschungszentrum CERN tatsächlich das Teilchen gefunden wurde, von dem seit vergangener Woche alle sprechen. US-Physiker mahnen jedoch, dass das nun entdeckte Teilchen sogar ein "Schwindler" sein könnte, der sich nur als Higgs-Boson tarnt.

Wie das Team Ian Low vom US-amerikanischen Argonne National Laboratory vorab auf "arxiv.org" berichtet, könnte es sich angesichts der bislang vorliegenden CERN-Daten auch um mindestens zwei andere Teilchen handeln, die nicht der Standardversion des Higgs-Bosons entsprechen.

Tatsächlich ist die exakte Identifizierung von Elementarteilchen keine leichte Aufgabe, erläutert der "The Physics arXiv Blog" (technologyreview.com/contributor/kfc/). "Physiker nutzen hierzu die Theorie des sogenannten Standardmodells der Teilchenphysik um vorherzusagen, wie Partikel sich unter bestimmten Bedingungen verhalten sollen. 1964 nutzen Peter Higgs und andere diese Theorie, um die Existenz des Higgs-Teilchens vorherzusagen. Sie sagten damals (voraus), dass das Teilchen schwer sein müsse und dass es nur extrem kurz in Erscheinung trete, bevor es in eine Vielzahl anderer Partikel zerfällt."

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Somit ist die bislang einzige bekannte Möglichkeit, die Higgs-Teilchen zu sehen, die, nach jenen Teilchen zu suchen, in die es - ebenfalls wieder laut Theorie - zerfallen soll: Photonenpaare oder Paare anderer schwerer Partikel, den sogenannten Z-Bosonen.

Das Problem liegt hier jedoch darin, dass auch diese Signatur nicht einzigartig ist - zumindest nicht anhand der bislang vorliegenden vergleichsweise noch geringen Datenmenge aus den CERN-Experimenten "ATLAS" und "CMS", so die Forscher. Statt auf das Higgs-Boson des Standardmodells, könnten die Daten theoretisch auch auf verschiedenen andere Interpretationsmöglichkeiten hindeuten.

Genau so gut könnten die Daten etwa als Beweis für eine exotischere Theorie gewertet werden, nach der das Higgs-Teilchen in verschiedenen Formen existiert. Der neue Partikel könnte demnach also eines dieser Teilchen sein - etwa ein generisches Higgs-Dublett (Higgs doublet) oder ein gleich "dreifacher Betrüger" (triplet imposter). Eine andere Alternative wäre die Vorstellung, dass Elementarteichen auch in Mischformen vorkommen können. Dann könnten die aktuell gefeierten CERN-Daten nicht etwa das Higgs-Boson selbst, sondern vielmehr eine Vermischung des Teilchens mit anderen Partikeln darstellen.

Laut den Forschern ist die Chance, dass die Daten das Higgs-Teilchen oder aber auch den Dreifach-Schwindler nachweisen, derzeit nahezu gleich groß ist, ja die derzeitigen CERN-Daten in einem Modell sogar eher auf das Schwindler-Teilchen deuten. Grundsätzlich, so fügen jedoch auch Low und Kollegen abschließend hinzu, erkläre das Standardmodell der Teilchenphysik, laut dem es sich um das ersehnte Higgs-Boson handelt, die Gesamtsituation am besten. Weitere und vor allem mehr Daten sind nun notwendig, um Klarheit in die aktuelle Aufregung zu bringen.

- Den vollständigen Artikel von Low und Kollegen finden Sie HIER

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