Auf der Suche nach dem Higgs

Der neue LHC am CERN könnte das Standardmodell der Teilchenphysik bestätigen.
Wenn Hochenergiephysiker in ihren Beschleunigern Teilchen auf immer höhere Energien antreiben, dringen sie damit in kleinste Dimensionen vor, in die kein Mikroskop zu schauen vermag.

Protonen, Bestandteile des Atomkerns, sind dabei vergleichsweise riesige Gebilde. Erst wenn sie durch einen gezielten Aufprall zum Bersten gebracht werden, enthüllen sie für einen winzigen Augenblick die Natur ihres Innenlebens. Beschleuniger sind aber auch Fenster zum Urknall, indem sie Verhältnisse simulieren, die kurz nach dem - vermuteten - Beginn des Weltalls herrschten.

Alte Theorien, neue Beweise
Je höher die Energie und die Geschwindigkeit, mit der die kollidierenden Teilchen bersten, desto kleiner sind die Bruchstücke. Ein Proton wird dabei in Elementarteilchen zerlegt.

Die Experimentalphysiker beobachten diese Vorgänge vor speziellen Detektoren. Meist geht es darum, Theorien zu bestätigen, die bereits vor Jahrzehnten aufgestellt wurden, und gezielt nach bestimmten Teilchen zu suchen. So wurde in den Theorien der Physiker schon mit Quarks gerechnet, als deren Nachweis noch in weiter Ferne war. Heute gilt als bestätigt: Je drei Quarks bauen Protonen und Neutronen auf.

Wird das Higgs-Boson sichtbar?
Wird eine Vorhersage nicht bestätigt, können Theorien schlagartig in sich zusammenstürzen. Nicht zuletzt deshalb fieberten die Forscher der Fertigstellung des Large Hadron Collider (LHC) am europäischen Teilchenforschungszentrum CERN bei Genf entgegen.

Mit dem Gerät werden nämlich mit Sicherheit Energien erreicht, bei denen ein Teilchen namens Higgs-Boson sichtbar werden müsste.

Das Higgs ist ein Puzzlestein, der für die Bestätigung des weitgehend anerkannten Standardmodells der Teilchenphysik noch fehlt. Es ist, so die Theorie, dafür verantwortlich, dass andere Teilchen Masse besitzen.

Zu wenig Energie
Bisherige Beschleuniger wie der Elektron-Positron-Speicherring (LEP) am CERN kratzten jeweils nur an der Grenze jener Energien, die für die Herstellung des Higgs nötig sind.

Physiker meldeten zwar mehrfach, Hinweise auf das Teilchen gefunden zu haben, Beweise gibt es allerdings noch nicht. Kann es auch mit dem LHC nicht sicher nachgewiesen werden, so könnte es sein, dass die Theoretiker ihre bisherigen Modelle über den Aufbau der Materie völlig überdenken müssen.

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