Europäer zuversichtlich, das Higgs-Boson nachzuweisen

23. Juli 2004, 21:18
37 Postings

US-Forscher sind ihm ebenfalls hinterher - Europäer setzen auf "Large Hadron Collider"

Wien - Die Suche nach dem Higgs-Boson - der vermuteten Ursache jeder Masse - geht weiter. Die Wissenschafter rund um das Europäische Zentrum für Teilchenphysik (CERN) in Genf sind zuversichtlicher denn je, dass der endgültige Nachweis mit dem derzeit in Bau befindlichen Super-Beschleuniger, dem "Large Hadron Collider" (LHC), in Europa gelingen wird. Derzeit diskutieren Wissenschafter bei der internationalen Teilchenphysiker-Konferenz "Physics at LHC" in Wien die künftigen Forschungsprojekte. Die Veranstaltung wird von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) organisiert und dauert noch bis Samstag.

"Der Bau des LHC schreitet zügig voran, wir planen bereits intensiv die Experimente", sagte Walter Majerotto, Direktor des Instituts für Hochenergiephysik der ÖAW. Die Wiener Physiker waren bereits an Forschungsprogrammen am Vorgängermodell des LHC, dem vor wenigen Jahren still gelegten LEP, beteiligt. Für die LHC entwickeln Majerotto und seine Mitarbeiter auch Hard- und Software. Die Fertigstellung des neuen Beschleunigers ist für 2007 geplant.

Nachweisen oder Weltbild umkrempeln

Doch Majerotto glaubt nicht, dass die Suche nach dem Higgs-Teilchen im ersten Jahr des LHC-Betriebs gelingen wird, zu diffizil ist die Sache. Aber schließlich ist "das Higgs" - wie es im Laborjargon heißt - nicht irgendein Teilchen. Es soll, so das von den meisten Physikern anerkannte Standard-Materiemodell, dafür verantwortlich sein, dass andere Teilchen eine Masse haben. "Sollte es wider Erwarten nicht gefunden werden, so haben wir jedenfalls ein großes Problem", sagte der Wissenschafter. Das physikalische Weltbild müsste ziemlich umgekrempelt werden. Der Nachweis der Higgs gilt daher auch als recht Nobelpreis-trächtig.

Bereits im Jahr 2000 meldeten die Physiker am CERN die mögliche Entdeckung des Higgs. Man drang bei der Ausschöpfung aller Reserven am LEP in jene Energiebereiche vor, in denen der Nachweis des Teilchens möglich wäre. Wenn die Wissenschafter tatsächlich Higgs-Bosonen aufspürten, dann hätten sie etwa 116 Giga-Elektronenvolt, das würde mit den Theorien zusammenstimmen. Aber die Ergebnisse sind statistisch nicht abgesichert, es könnte sich auch um Zufälle bei den Messungen gehandelt haben.

Wettlauf

Überlegungen, den LEP angesichts der Befunde noch eine Zeit weiter zu betreiben, wurden schließlich aufgegeben. Denn ein Weiterbetrieb hätte Verzögerungen des LHC bedeutet. Am CERN herrschte oder herrscht die Befürchtung, dass in den Jahren zwischen Abschalten des LEP und Anwerfen des LHC - immerhin rund sieben Jahre - Forschergruppen aus den USA der Higgs-Nachweis gelingen könnte. "Derzeit sieht es aber nicht danach aus, wir sind zuversichtlich, dass uns die erste Entdeckung am CERN gelingen wird", ist Majerotto überzeugt.

Mit dem LEP wurden Elektronen in den Ringen des CERN auf immer höhere Energien beschleunigt und die Strahlen dann frontal gegen einander gerichtet. Bei den Kollisionen Elektron-Elektron zerplatzen die Elementarteilchen und als Produkte der kleinen Explosionen traten - kurzzeitig - exotische Teilchen auf, deren Spuren von Detektoren aufgezeichnet werden. Anschließend beginnt die mühsame Rechenarbeit, was da wohl alles unterwegs war.

Higgs oder Higgse?

Generell gilt, je höher die Energien, desto exotischer die entstehenden Teilchen, desto tiefer kann man in die Natur der Welt im Kleinsten blicken. War man mit dem LEP gerade an der Grenze der Energien für die Entstehung der Higgs-Bosonen, so wird diese mit dem LHC auf jeden Fall deutlich überschritten. Im Gegensatz zum LEP werden keine Elektronen, sondern wesentlich größere Protonen zur Kollision gebracht. Damit wird die Sache aber auch wieder komplizierter, denn Protonen zählen im Gegensatz zu den Elektronen nicht zu den Elementarteilchen. Sie setzen sich vielmehr aus anderen Teilchen - Quarks und Gluonen - zusammen.

Sollte dann endlich der sichere Nachweis des Higgs-Bosons gelingen, geht die Arbeit an den Beschleunigern erst richtig los. Denn dann gelingt es, die Natur dieses Teilchens im Detail zu studieren. Nach der gängigen Theorie sind die Higgs-Bosonen dafür verantwortlich, das andere Partikel eine Masse besitzen. Es ist aber völlig unklar, warum verschiedene Teilchen unterschiedliche Massen haben. Auch ist nicht sicher, ob es "ein oder mehrere Higgse" gibt, es könnten beispielsweise vier sein. (APA)

  • Bild nicht mehr verfügbar

    So wird es im Inneren des Large Hadron Colliders aussehen

Share if you care.