Higgs-Boson

Keine Spur vom Gottesteilchen

Das Cern stellt in dieser Woche auf einer Konferenz in Mumbai (Indien) erste Ergebnisse der LHC-Experimente Atlas und CMS vor. Ernüchternde Erkenntnis: Vom Higgs-Boson, dem sogenannten Gottesteilchen, gibt es bislang keine Spur.

Artikel veröffentlicht am 25. August 2011, 11:00 Uhr, Jens Ihlenfeld

Das Atlas-Experiment im Bau (Bild: CERN)

Ein Beweis für die Existenz des Higgs-Bosons zu finden, ist eines der Hauptziele des Large Hadron Collider. Doch bislang konnte das sogenannte Gottesteilchen, das Materie Masse verleihen soll, nicht gefunden werden. Das Cern teilt mit: Die Ergebnisse von Atlas und CMS schließen mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 Prozent aus, dass ein Higgs-Teilchen im Bereich von 145 bis 466 Gigaelektronenvolt (GeV) existiert.

Bereits 1960 hat der schottische Physiker Peter Higgs die Existenz des heute Higgs-Boson genannten Teilchens vorhergesagt. Entstehen soll es aus der Kollision von Protonen. Allerdings können die Wissenschaftler kaum darauf hoffen, das Teilchen selbst zu sehen. Da es für ein subatomares Teilchen sehr schwer ist - seine Masse könnte 100- bis 200-mal so groß sein wie die eines Protons -, ist es instabil und zerfällt in Bruchteilen von Sekunden. Atlas und CMS sollen aber seine Reste registrieren können: spezielle Muster aus Streifen und Spiralen. Doch bislang deuten die Ergebnisse eher auf das Gegenteil hin.

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Das Experiment Atlas (Foto: CERN)

Die Wissenschaftler messen dem Higgs-Boson eine große Bedeutung bei, lässt sich doch damit erklären, woher Elementarteilchen ihre Masse bekommen. "Wir haben ein mathematisches Gerüst in der Teilchenphysik, das die Wechselwirkung zwischen den Teilchen erklärt. Das funktioniert hervorragend, aber leider nur für masselose Teilchen. Wir wissen nun aber, dass Teilchen eine Masse haben und der Higgs-Mechanismus erklärt, wie Teilchen zu einer Masse kommen können. Der Higgs-Mechanismus beschreibt eine Wechselwirkung der Teilchen mit dem sogenannten Higgs-Feld. Dieses Feld erzeugt durch die Wechselwirkung mit sich selbst wieder ein Teilchen, das Higgs-Teilchen. Wenn wir das Higgs-Teilchen finden, dann wissen wir, dass es den Higgs-Mechanismus gibt und damit haben wir die Erklärung im Standardmodell für die Masse der Elementarteilchen", erklärt Rolf-Dieter Heuer im Gespräch mit dem Internetportal Welt der Physik. Heuer, ehemaliger Forschungsdirektor am Hamburger Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY), ist heute Generaldirektor des Cern.

Bislang geben die Ergebnisse des LHC Steven Hawking recht. Der bekannte Astrophysiker hatte 100 US-Dollar darauf gewettet, dass es nicht gelingen wird, das Higgs-Boson mit dem LHC nachzuweisen. Viele Forscher gingen davon aus, dass es mit dem LHC nur eine Frage der Zeit ist, bis ein Beweis für die Existenz des Higgs-Boson gefunden wird, da der Teilchenbeschleuniger deutlich höhere Energielevel erreicht als jeder seiner Vorgänger. "Ich denke, es wäre viel aufregender, wenn wir das Higgs nicht finden. Das zeigt dann, das etwas falsch ist und wir noch einmal nachdenken müssen", sagte Hawking 2008 der BBC.

Sergio Bertolucci, Forschungsleiter am Cern, argumentiert ähnlich: "Entdeckungen sind in den nächsten zwölf Monaten so gut wie sicher. Wenn das Higgs existiert, werden es die LHC-Experimente finden. Wenn es nicht existiert, wird ein Fehlen uns den Weg in eine neue Richtung der Physik weisen."

Bei den zuvor gefundenen Hinweisen auf Higgs-Boson handelt es sich nach aktuellem Stand um statistische Fluktuationen, was sich mit zunehmenden Daten weiter bestätigt.