# taz.de -- Die Jagd nach dem fehlenden Teilchen: Gottes Teilchen und Higgs Bei… | |
> Vor 47 Jahren entwarf Peter Higgs eine Theorie, was das Universum im | |
> Innern zusammenhält. Doch bislang fehlte der Beweis, dass seine | |
> Überlegungen richtig sind. | |
Bild: Peter Higgs: Zum Beweis für seine Theorie fehlt noch ein winziges Teilch… | |
Das Higgs-Teilchen ist der Superstar unter den Kleinteilen. Fast fünfzig | |
Jahre suchten Wissenschaftler in aller Welt fieberhaft danach. Manche | |
verklärten es gar zum Gottesteilchen. Das Cern, das Europäische | |
Kernforschungszentrum Nahe der Stadt Genf, hat sich zuletzt die Suche nach | |
dem Teilchen zur Hauptaufgabe gemacht. | |
Denn das Higgs-Teilchen ist das letzte unentdeckte Element einer Theorie | |
aus der Teilchenphysik: dem Higgs-Mechanismus. Dieser beschreibt, wie all | |
die Elemente in unserem Universum zu ihrer Masse gekommen sind. Warum also | |
alles Greifbare - Lebewesen, Wasser, Pflanzen, Menschen - überhaupt | |
existiert. | |
Vor 47 Jahren prophezeite ein damals kaum bekannter Physiker aus dem | |
schottischen Edinburgh die Existenz dieses Teilchens: Peter Higgs. | |
Auf knapp anderthalb Seiten formulierte er im Jahr 1964 eine Theorie, mit | |
er zu erklären versuchte, wie die Teilchen im Universum zu ihrer Masse | |
gekommen sind. Seine Theorie: Es muss ein Feld geben, das gleichmäßig im | |
gesamten Universum verteilt ist. An diesem Feld würden sich alle Teilchen | |
mit Masse quasi vollsaugen. | |
## Wühlen im Haufen | |
So soll es beim Urknall vor mehr als 13 Milliarden Jahren gewesen sein: Mit | |
einem Mal luden sich viele der schwerelosen, schwebenden Teilchen im | |
Weltall mit Masse auf, so entstanden unsere heutigen Elemente, aus denen | |
sich alles zusammensetzt. | |
Zunächst bekam Peter Higgs für seine Theorie nicht allzu viel | |
Aufmerksamkeit. In den siebziger Jahren entdeckten jedoch theoretische | |
Physiker die Idee. Sie hielten sie für plausibel, und bauten sie in das | |
sogenannte Standardmodell der Teilchenphysik ein, einer Formel, die präzise | |
das Verhalten von Kleinteilen in diesem Universum beschreibt. So wurde der | |
Higgs-Mechanismus zur wissenschaftlichen Lehrmeinung. Doch beweisen konnte | |
man dessen Existenz bisher nicht. Dafür brauchten man das Higgs-Teilchen. | |
Denn sollte dieses Feld wirklich existieren, schrieb Peter Higgs 1964, muss | |
es darin auch ein besonderes, wenngleich kurzlebiges Teilchen geben. Es ist | |
nicht direkt dafür verantwortlich, dass alle anderen Teilchen ihre Masse | |
erhalten. | |
Doch für Physiker ist es der Beweis schlechthin: Könnten sie die Existenz | |
des Higgs-Teilchens tatsächlich zeigen, hieße das, dass die Theorie stimmt | |
- und damit wäre klar, wie alle Teile in diesem Universum einst zu ihrer | |
Masse gekommen sind. Man hätte geklärt, wie alles im Universum entstand, | |
was das Innerste zusammenhält. | |
## Hoffen auf etwas Glück | |
So wurde die Suche nach dem letzten fehlenden Stück des Higgs-Mechanismus | |
zu einer Jagd der Teilchenphysiker: Im Large Hadron Collider (LHC), dem | |
größten Teilchenbeschleuniger der Welt am Europäischen | |
Kernforschungszentrum Cern, ließen sie stetig kleinste Teilchen | |
aufeinanderkrachen, in der Hoffnung, dass dadurch neue, zuvor unbekannte | |
Teilchen entstehen - und mit etwas Glück auch das Higgs-Teilchen. | |
Allein der Bau des LHC hat mehr als drei Milliarden Euro gekostet, der | |
Teilchenbeschleuniger verläuft in einem 27 Kilometer langen Ring | |
kreisförmig etwa hundert Meter unterhalb des Forschungszentrums in Genf. | |
Zwei Messgeräte, die Detektoren Atlas und CMS, die so groß sind wie | |
Kirchen, untersuchten nach dem Krach die Bruchstücke. So durchwühlten | |
tausende Physiker in aller Welt jahrelang die Daten und hofften, inmitten | |
der Teilchenhaufen Hinweise auf das Higgs-Teilchen zu finden. | |
Eine der wichtigsten Fragen dabei: Welche Masse wird das Higgs-Teilchen, | |
sofern es überhaupt existiert, wohl haben? Zuletzt vermuteten die Forscher, | |
dass es irgendwo zwischen 115 und 145 Gigaelektronenvolt (GeV) liegen | |
müsse. Mit dieser Einheit geben Physiker die Masse von Elementarteilchen | |
an. | |
Alles, was darüber oder darunter liegt, hatten sie bereits durchsucht. Es | |
wurde also eng für das Higgs-Teilchen. So eng, dass viele zweifelten, ob es | |
überhaupt noch gefunden werden würde. Das wäre wohl für Physiker der größ… | |
Schock gewesen: "Wenn dieser Grundbaustein nicht existiert", sagte kürzlich | |
der Chef des Cern, "dann hätten wir 40 Jahre nach Einführung dieses schönen | |
Modells zum ersten Mal einen echten Bruch entdeckt. Was bliebe, wäre ein | |
großes Loch, und wir müssten etwas anderes finden, um es auszufüllen." | |
## Ein Higgs oder viele? | |
"Es würde bedeuten, dass ich Dinge nicht mehr verstehe, die ich bisher | |
geglaubt habe zu versehen", sagte Peter Higgs im Gespräch mit der sonntaz | |
vor wenigen Wochen. Nun scheint es jedoch so, als ob er darüber nicht | |
nachdenken müsste. | |
Aber selbst wenn das Higgs-Teilchen nun tatsächlich gefunden ist, heißt das | |
noch lange nicht, dass die Teilchenphysik ihre Aufgabe vollständig erledigt | |
hätte. Nein. Abgesehen davon, dass man testen muss, ob sich die Anzeichen | |
aus dem Cern bewahrheiten, bleibt die Frage: Welches Higgs-Teilchen ist es | |
denn? Denn in der Teilchenphysik gibt es im Wesentlichen zwei | |
konkurrierende Theorien, die das Verhalten der kleinsten Teilchen | |
beschreiben: das Standardmodell und die Supersymmetrie. Beide enthalten | |
Higgs-Teilchen. | |
Wäre das Standardmodell richtig, gäbe es genau eines. Stimmt aber die | |
Theorie der Supersymmetrie, müsste es mindestens fünf Higgs-Teilchen geben. | |
Physiker würden dann erst mal die Eigenschaften des entdeckten | |
Higgs-Teilchens untersuchen müssen. | |
Zwar wäre es für die Forscher einfacher, wenn es nur ein Higgs-Teilchen | |
gäbe. Denn bis auf das Higgs-Teilchen haben Physiker bereits alle im | |
Standardmodell enthaltenen Bausteine nachgewiesen. Die Theorie wäre somit | |
komplett. | |
Das Problem ist jedoch: Das Standardmodell beschreibt nicht all die anderen | |
neu entdeckten Phänomene wie die Dunkle Materie. Wie diese besonderen | |
Teilchen in das Universum reinpassen, was sie zusammenhält, darüber dürfen | |
Teilchenphysiker nun die nächsten fünfzig Jahre grübeln. | |
13 Dec 2011 | |
## AUTOREN | |
Maria Rossbauer | |
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