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.
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(öffnet im neuen Fenster) : 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.
Bild 1/95: Lage des LHC und der vier Experimente bei Genf (Bild: CERN)
Bild 2/95: LHC
Bild 3/95: Lage des LHC und der vier Experimente bei Genf (Bild: CERN)
Bild 4/95: Supraleitende Magnete im Tunnel. Die Magnete krümmen den Teilchenstrahl (Foto: CERN)
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Bild 6/95: Supraleitende Magnete im Tunnel. Die Magnete krümmen den Teilchenstrahl (Foto: CERN)
Bild 7/95: In dem 27 km langen Tunel fahren die Techniker mit dem Fahrrad (Foto: CERN)
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Bild 9/95: In dem 27 km langen Tunnel fahren die Techniker mit dem Fahrrad (Foto: CERN)
Bild 10/95: Test der Magnete (Foto: CERN)
Bild 11/95: LHC
Bild 12/95: Ein Magnet vor dem Einbau (Foto: CERN)
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Bild 14/95: Ein Magnet wird in den Tunnel hinabgelassen (Foto: CERN)
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Bild 16/95: Die ersten Magnete werden miteinander verbunden (Foto: CERN)
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Bild 18/95: Teile des kryogensichen Systems des CERN (Foto: CERN)
Bild 19/95: LHC
Bild 20/95: Teile des kryogenischen Systems des CERN (Foto: CERN)
Bild 21/95: Montage der supraleitenden Magnete (Foto: CERN)
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Bild 23/95: Blick ins Kontrollzentrum, das Gehirn des CERN (Foto: CERN)
Bild 24/95: LHC
Bild 25/95: Das Experiment Atlas (Foto: CERN)
Bild 26/95: LHC
Bild 27/95: Das Experiment Atlas im Bau (Foto: CERN)
Bild 28/95: LHC
Bild 29/95: Das Experiment Atlas im Bau (Foto: CERN)
Bild 30/95: LHC
Bild 31/95: Einer der Detektoren von Atlas (Foto: CERN)
Bild 32/95: LHC
Bild 33/95: Einbau von Elementen des Atlas-Experimentes (Foto: CERN)
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Bild 35/95: Einbau von Elementen des Atlas-Experiments (Foto: CERN)
Bild 36/95: Muon-Kammer des Atlas. Darin sollen der Weg und die Energie von Muonen registriert werden (Foto: CERN)
Bild 37/95: LHC
Bild 38/95: Kalorimeter von Atlas (Foto: CERN)
Bild 39/95: LHC
Bild 40/95: Das Experiment Atlas im Bau (Foto: CERN)
Bild 41/95: LHC
Bild 42/95: Das Experiment CMS (Foto: CERN)
Bild 43/95: LHC
Bild 44/95: Das Experiment CMS kurz vor der Schließung (Foto: CERN)
Bild 45/95: LHC
Bild 46/95: Das Experiment CMS im Bau (Foto: CERN)
Bild 47/95: LHC
Bild 48/95: Das Experiment CMS im Bau (Foto: CERN)
Bild 49/95: LHC
Bild 50/95: Das Experiment CMS im Bau (Foto: CERN)
Bild 51/95: LHC
Bild 52/95: Das Experiment Alice mit geschlossenen ... (Foto: CERN)
Bild 53/95: LHC
Bild 54/95: ... und offenen Magnettüren (Foto: CERN)
Bild 55/95: LHC
Bild 56/95: Das Experiment Alice im Bau (Foto: CERN)
Bild 57/95: LHC
Bild 58/95: Der Muon-Spektrometer von Alice (Foto: CERN)
Bild 59/95: LHC
Bild 60/95: Spurendriftkammer von Alice (Foto: CERN)
Bild 61/95: LHC
Bild 62/95: Spurendriftkammer von Alice (Foto: CERN)
Bild 63/95: Die Kaverne des LHCb (Foto: CERN)
Bild 64/95: LHC
Bild 65/95: Die Kaverne des CMS im Bau (Foto: CERN)
Bild 66/95: LHC
Bild 67/95: Die Kaverne des Atlas im Bau (Foto: CERN)
Bild 68/95: LHC
Bild 69/95: Simuliertes Higgs-Ereignis: Ein Higgs-Boson entseht aus der Kollision zweier Protonen... (Bild: CERN)
Bild 70/95: LHC
Bild 71/95: Simuliertes Higgs-Ereignis: Ein Higgs-Boson entsteht aus der Kollision zweier Protonen... (Bild: CERN)
Bild 72/95: ... und zerfällt in Sekundenbruchteilen in vier Muonen (Bild: CERN)
Bild 73/95: LHC
Bild 74/95: Aufbau des Atlas (Bild: CERN)
Bild 75/95: LHC
Bild 76/95: So könnte die Erzeugung eines Schwarzen Loches im Atlas-Experiment aussehen (Bild: CERN)
Bild 77/95: LHC
Bild 78/95: So könnte die Erzeugung eines Schwarzen Lochs im Atlas-Experiment aussehen (Bild: CERN)
Bild 79/95: Schwarzes Loch im Atlas: Kritiker fürchten den Weltuntergang (Bild: CERN)
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Bild 81/95: Schwarzes Loch im Atlas: Kritiker fürchten den Weltunergang (Bild: CERN)
Bild 82/95: Simulation der Registrierung eines Z-Bosons im CMS (Bild: CERN)
Bild 83/95: LHC
Bild 84/95: Simulation der Regsiteiorung eines Z-Bosons im CMS (Bild: CERN)
Bild 85/95: Simulation der Entstehung und des Zerfalls eines Higgs-Teilchens im Experiment CMS (Bild: CERN)
Bild 86/95: LHC
Bild 87/95: Simulation der Kollision von Bleiionen in Alice (Bild: CERN)
Bild 88/95: LHC
Bild 89/95: Simulation der Kollision von Bleiionen in Alice (Bild: CERN)
Bild 90/95: LHC
Bild 91/95: Simulation eines Ereignisses im Experiment LHCb (Bild: CERN)
Bild 92/95: LHC
Bild 93/95: Rolf-Dieter Heuer, designierter Chef des CERN (Foto: DESY)
Bild 94/95: LHC
Bild 95/95: Rolf-Dieter Heuer, Chef des CERN (Foto: DESY)
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(öffnet im neuen Fenster) .
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.
