Elementarteilchen Ein gewichtiges Feld
Der Higgs-Mechanismus verleiht in der Theorie den Dingen ihre Masse. Wie das funktioniert, verstehen mithilfe einer »quasipolitischen Erklärung« inzwischen selbst Minister
Anfang der neunziger Jahre plagte sich der britische Wissenschaftsminister William Waldegrave mit einer schwierigen Frage: Sollte England für die Suche nach dem »Higgs-Teilchen« Geld ausgeben und sich am Bau des Large Hadron Collider (LHC) am europäischen Kernforschungszentrum Cern in Genf beteiligen? »Wozu um alles in der Welt ist das Higgs-Teilchen gut?«, wird sich der gelernte Historiker Waldegrave gefragt haben. Und während er über der Akte LHC brütete, muss ihm die Erleuchtung gekommen sein: »Das sollen die Physiker doch mal selbst erklären.« Kurzerhand schrieb er einen Preis für die anschaulichste Erklärung des Higgs-Mechanismus auf einem einzigen Blatt Papier (DIN A4) aus.
Hundertfünfundzwanzig Einsendungen gingen ein, fünf davon wurden mit Champagner belohnt. Und bald konnte Waldegrave vor Journalisten seinen Wissenszuwachs demonstrieren. »Das Higgs-Feld ist ein alles durchdringendes Feld, das andere Teilchen durchqueren und dabei Masse aufnehmen«, brillierte der Minister auf einer Pressekonferenz und ergänzte: »Ich beginne zu sehen, weshalb es wichtig ist.«
Am bekanntesten wurde die »quasipolitische Erklärung« des Physikers David Miller. Dieser verglich den hochtheoretischen Higgs-Mechanismus mit einer Cocktailparty unter Politikern : Zu Anfang sind die Anwesenden gleichmäßig verteilt, doch sobald der Premierminister den Raum betritt, zieht er andere Politiker stark an und sammelt sie haufenartig um sich herum. Bewegt er sich durch den Raum, wenden sich ihm ständig neue Zuhörer zu, während andere die Menschentraube verlassen. So erhält der Premierminister ein größeres Gewicht – und auf ähnliche Weise erzeugt das hypothetische Higgs-Feld die Masse der Elementarteilchen. Eine einst als unveränderlich angesehene Eigenschaft wie die Masse wäre demnach nur das Ergebnis einer Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld – eine seltsame Vorstellung, die aber für Physiker nichts Ungewöhnliches ist.
Mit demselben Bild lässt sich auch eine weitere Folgerung aus der Theorie erklären: Der Cocktailparty-Mechanismus funktioniert nämlich auch, wenn ein Gerücht den Raum durchquert. Darum scharen sich ebenfalls Zuhörer und verleihen ihm so eine (wenn auch flüchtige) Masse. Auf ähnliche Weise soll das Higgs-Feld ein Higgs-Teilchen hervorbringen. Dessen Nachweis wäre somit der beste Beleg für die ganze Theorie.
Wenn am 10. September der LHC angeworfen wird, soll der Nachweis des flüchtigen Partikels endlich gelingen. Die riesige Teilchenschleuder ist das größte je gestartete Physik-Experiment , allein die Materialkosten betragen 2,2 Milliarden Euro, Tausende Physiker aus aller Welt sind daran beteiligt. Im LHC soll nicht nur das Higgs-Teilchen, sondern eine ganze Reihe von Antworten auf drängende physikalische Fragen gefunden werden. Von einem Erfolg hängt sowohl die Zukunft des Cern wie der ganzen Teilchenphysik ab.
Die Mehrzahl der Physiker geht davon aus, dass der LHC das Higgs-Teilchen findet; der dahinter liegende Mechanismus spielt mittlerweile in so vielen Zusammenhängen eine Rolle, dass er schon fast als indirekt bewiesen gilt. Nur der Astrophysiker Stephen Hawking hat 100 Pfund darauf gewettet, dass das Higgs-Teilchen nie gefunden werde. Sollte er recht behalten, wäre die Frage, wie die subatomaren Bausteine unserer Welt zu ihrer Masse kommen, wieder völlig offen. BEL
Anzeige
- Datum 11.02.2009 - 11:28 Uhr
- Quelle DIE ZEIT, 04.09.2008 Nr. 37
- Kommentare 5
- Versenden E-Mail verschicken
- Empfehlen Facebook, Twitter, Google+
- Artikel Drucken Druckversion | PDF
-
Artikel-Tools präsentiert von:
Ich vermute, dass es das Higgsteilchen nicht gibt, weil es unnötig ist. M.E. ist Materie eine Enklave von Photonen oder vielleicht allgemeiner Bosonen. Dafür gibt es viele Gründe. Einer ist die QED, in der die virtuellen Photonen die Austauschteilchen sind. Die einfachste Hypothese ist, dass bspw. Elektronen deswegen Photonen aussenden, weil sie selbst nur aus Photonen bestehen. Die Gleichung E= mc^2, die die Äquivalenz von Energie und Masse angibt, läßt sich qualitativ so verstehen, dass Energie, Lichtenergie, also Photonen (denn der Parameter c ist ja die Lichtgeschwindigkeit) Materie sind.
Drittens hat man vor einiger Zeit im SLAC von Stanford in einem Experiment zwei hochenergetische Laserjets aus Photonen aufeinander gejagt und das Ergebnis war ein Elektron. Läßt sich eventuell so erklären. Durch den Zusammenprall der beiden hochenergetischen Laser wurde der Raum so stark gekrümmt, dass die Photonen eingefangen wurden, was das Elektron ergab. Viertens sieht man in sehr vielen Versuchen an Teilchenbeschleunigern Photonenstrahlen, die danach klassische Teilchen ergeben.
Mit dieser These ließe sich auch erklären, weshalb Materie Masse hat, ohne auf die Higgsteilchen zu rekurrieren. Da Photonen keine Ruhemasse, aber doch relativistische Masse haben, ergeben diese durch Summierung gerade die Ruhemasse der Raumenklave, in der die Photonen zirkulieren. Also Masse aus nichts. Die Spin problematik läßt sichauch lösen (vgl. Spektrum der Wissenschaft: der Spin des Protons) .
Ich vermute, dass es das Higgsteilchen nicht gibt, weil es unnötig ist. M.E. ist Materie eine Enklave von Photonen oder vielleicht allgemeiner Bosonen. Dafür gibt es viele Gründe. Einer ist die QED, in der die virtuellen Photonen die Austauschteilchen sind. Die einfachste Hypothese ist, dass bspw. Elektronen deswegen Photonen aussenden, weil sie selbst nur aus Photonen bestehen. Die Gleichung E= mc^2, die die Äquivalenz von Energie und Masse angibt, läßt sich qualitativ so verstehen, dass Energie, Lichtenergie, also Photonen (denn der Parameter c ist ja die Lichtgeschwindigkeit) Materie sind.
Drittens hat man vor einiger Zeit im SLAC von Stanford in einem Experiment zwei hochenergetische Laserjets aus Photonen aufeinander gejagt und das Ergebnis war ein Elektron. Läßt sich eventuell so erklären. Durch den Zusammenprall der beiden hochenergetischen Laser wurde der Raum so stark gekrümmt, dass die Photonen eingefangen wurden, was das Elektron ergab. Viertens sieht man in sehr vielen Versuchen an Teilchenbeschleunigern Photonenstrahlen, die danach klassische Teilchen ergeben.
Mit dieser These ließe sich auch erklären, weshalb Materie Masse hat, ohne auf die Higgsteilchen zu rekurrieren. Da Photonen keine Ruhemasse, aber doch relativistische Masse haben, ergeben diese durch Summierung gerade die Ruhemasse der Raumenklave, in der die Photonen zirkulieren. Also Masse aus nichts. Die Spin problematik läßt sichauch lösen (vgl. Spektrum der Wissenschaft: der Spin des Protons).
Ich vermute, dass es das Higgsteilchen nicht gibt, weil es unnötig ist. M.E. ist Materie eine Enklave von Photonen oder vielleicht allgemeiner Bosonen. Dafür gibt es viele Gründe. Einer ist die QED, in der die virtuellen Photonen die Austauschteilchen sind. Die einfachste Hypothese ist, dass bspw. Elektronen deswegen Photonen aussenden, weil sie selbst nur aus Photonen bestehen. Die Gleichung E= mc^2, die die Äquivalenz von Energie und Masse angibt, läßt sich qualitativ so verstehen, dass Energie, Lichtenergie, also Photonen (denn der Parameter c ist ja die Lichtgeschwindigkeit) Materie sind.
Drittens hat man vor einiger Zeit im SLAC von Stanford in einem Experiment zwei hochenergetische Laserjets aus Photonen aufeinander gejagt und das Ergebnis war ein Elektron. Läßt sich eventuell so erklären. Durch den Zusammenprall der beiden hochenergetischen Laser wurde der Raum so stark gekrümmt, dass die Photonen eingefangen wurden, was das Elektron ergab. Viertens sieht man in sehr vielen Versuchen an Teilchenbeschleunigern Photonenstrahlen, die danach klassische Teilchen ergeben.
Mit dieser These ließe sich auch erklären, weshalb Materie Masse hat, ohne auf die Higgsteilchen zu rekurrieren. Da Photonen keine Ruhemasse, aber doch relativistische Masse haben, ergeben diese durch Summierung gerade die Ruhemasse der Raumenklave, in der die Photonen zirkulieren. Also Masse aus nichts. Die Spin problematik läßt sichauch lösen
kommentar ununterbrochen heraushiggst? Ihr Beitrag ist auch ohne das interessant, aber wahrscheinlich im falschen forum gelandet...
Der Cocktailparty-Mechanismus funktioniert nämlich auch, wenn ein Gerücht den Raum durchquert. Darum scharen sich ebenfalls Zuhörer und verleihen ihm so eine (wenn auch flüchtige) Masse. Auf ähnliche Weise soll das Higgs-Feld ein Higgs-Teilchen hervorbringen. Dessen Nachweis wäre somit der beste Beleg für die ganze Theorie.
Bitte melden Sie sich an, um zu kommentieren