Higgs-Teilchen entdeckt : Was die Welt zusammenhält

Woher kriegen Elementarteilchen ihre Masse? Diese Frage hat Physiker über Generationen beschäftigt. Peter Higgs fand eine Lösung. Aber nur in der Theorie. Nun ist Wissenschaftlern am Teilchenbeschleuniger in Genf offenkundig der Beweis gelungen. Der Bauplan des Universums ist uns ein Stück bekannter.

von und und Marco Lauer
Wissenschaftler haben offenbar eindeutige Belege für ein neues Higgs-Teilchen gefunden. In der Grafik ist der Zeitpunkt nach der Kollision von zwei Protonen zu sehen.Weitere Bilder anzeigen
Foto: dapd/CERN
04.07.2012 12:11Wissenschaftler haben offenbar eindeutige Belege für ein neues Higgs-Teilchen gefunden. In der Grafik ist der Zeitpunkt nach der...

Warum sie es aber auch so verdammt schwer machen müssen. Nach einer Dreiviertelstunde und Dutzenden Folien voller kryptischer Zeichen und Diagramme sagt Fabiola Gianotti, eine schlanke Frau mit langen schwarzen Haaren, die in Wellen auf ihre Schultern fallen: „Wir haben in unseren Daten Hinweise auf ein neues Teilchen gefunden mit einer Masse um 126 Gigaelektronenvolt.“ Das Signal, fährt die Wissenschaftlerin fort, habe eine Signifikanz von fünf Sigma und es müssten weitere Daten gesammelt werden, um die Natur des Teilchens genauer zu erkunden.

Aber das ist dann schon der Teil der Botschaft, der in solchen Fällen immer kommt und der das Publikum in einem voll besetzten Hörsaal auf dem Gelände des Cern nicht mehr ganz so brennend interessiert. Alle denken:

Wir haben das Higgs-Teilchen entdeckt!

Und der alte weißhaarige Herr, von dem das Teilchen seinen Namen hat, Peter Higgs, er sitzt da, applaudiert zaghaft und hat Tränen in den Augen. „Es ist unglaublich, dass das noch zu meinen Lebzeiten passiert“, sagt er später.

Es ist jenes Elementarteilchen, das bisher nur in Theorien existierte, das der fehlende Baustein im Standardmodell der Teilchenphysik sein sollte, einer Art Bauanleitung für unsere Welt, unser Universum, unsere Existenz. Jenes Elementarteilchen, das sich dank des Titels „Gottesteilchen“ einer für Grundlagenforschung unerhörten öffentlichen Aufmerksamkeit erfreute.

Eine Maschine wurde gebaut, die unter anderem zum Ziel hatte, das Teilchen zu finden, eine riesige Apparatur, wie sie die Menschheit zuvor noch nicht erschaffen hatte. Ein 27 Kilometer langer Ring tief unter der Erde, dessen Konstruktion sechs Milliarden Euro verschlang. Der Large Hadron Collider (LHC) am europäischen Kernforschungszentrum Cern in Genf sollte die „Higgs-Falle“ werden.

Die Suche nach dem Teilchen begann bereits vor einem halben Jahrhundert. Schon damals arbeiteten die Physiker an einer umfassenden Theorie, die beschreiben sollte, welche Elementarteilchen es gibt und wie diese miteinander reagieren. Standardmodell der Teilchenphysik nennen sie es. Die Formeln erklären zum Beispiel die schwache Wechselwirkung, ohne die es keinen radioaktiven Zerfall von Atomen gäbe und keine Kernfusion, wie sie in unserer Sonne fortwährend abläuft und uns Licht und Wärme, mithin das Leben schenkt.

Anfang der 60er Jahre hatte dieses Standardmodel aber einen gravierenden Fehler. Es konnte nicht erklären, warum Elementarteilchen eine Masse haben. Wären sie tatsächlich masselos, würden alle mit Lichtgeschwindigkeit durchs Universum flitzen und es könnten sich keine Atome bilden. Das Leben, wie wir es kennen, wäre unmöglich.

Sie müssen eine Masse haben, doch woher kommt sie? Der schottische Physiker Peter Higgs und einige Kollegen hatten eine revolutionäre Idee. Seiner Theorie, die er 1964 veröffentlichte, zufolge ist das gesamte Universum von einem besonderen Feld durchzogen, in dem sich die Teilchen verfangen und abgebremst werden. Je stärker die Teilchen mit diesem Higgs-Feld reagieren, umso größer ist die Masse, mit der sie dabei „aufgeladen“ werden.

Die Theorie war die Rettung des Standardmodells.

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