LHC: Higgs zerfällt, wie er soll
Keine neue Physik: Das Higgs-Boson zerfällt, wie das Standardmodell der Physik voraussagt, in Bottom-Quarks. Sechs Jahre nach der Entdeckung des Higgs-Teilchens am Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) des europäischen Kernforschungszentrum Cern haben Forscher den Nachweis für diesen Zerfall geführt.
Laut dem Standardmodell zerfällt ein Higgs-Boson unter anderem in ein Paar Bottom-Quarks(öffnet im neuen Fenster) . Andere Möglichkeiten sind, dass das Teilchen in ein Photonenpaar oder Tau-Leptonen zerfällt. Doch auch wenn der Zerfall in Bottom-Quarks deutlich die Mehrheit ausmacht – etwa 60 Prozent -, konnten die Forscher der Experimente A Toroidal LHC Apparatus(öffnet im neuen Fenster) (Atlas) und Compact Muon Solenoid(öffnet im neuen Fenster) (CMS) ihn erst jetzt nachweisen.
Das Problem ist, dass es bei Protonen-Kollisionen viele Möglichkeiten gibt, Bottom-Quarks zu erzeugen. Die Schwierigkeit für die Forscher bestand darin, die Signale der Higgs-Zerfälle vom Hintergrundrauschen zu isolieren. Dazu untersuchten die Atlas- und CMS-Forscher Daten aus dem ersten und dem zweiten Durchlauf des LHC mit Hilfe neuer Analysemethoden. Dabei kam auch maschinelles Lernen zum Einsatz.
Die Ergebnisse hätten eine statistische Sicherheit von deutlich über 5 Sigma, sagten die Kollaborationen von Atlas(öffnet im neuen Fenster) und CMS(öffnet im neuen Fenster) in einer Veranstaltung am Cern(öffnet im neuen Fenster) am Dienstag. Damit gelten sie als gesichert. Die Atlas-Kollaboration hat ihre Ergebnisse zur Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Physics Letters B(öffnet im neuen Fenster) , die CMS-Kollaboration in den Physical Review Letters(öffnet im neuen Fenster) eingereicht.
Der LHC ist derzeit der leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt . Ein wichtiges Ziel für seinen Bau war der experimentelle Nachweis des Higg-Teilchens, das Physiker Peter Higgs und François Englert in den 1960er Jahren theoretisch vorhergesagt hatten. 2012 gelang dieser Nachweis . Higgs und Englert erhielten im Jahr darauf den Nobelpreis für Physik .
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