Higgs-TeilchenVoreilige Sensation

Ist das Higgs-Teilchen gefunden? Die Gerüchteküche kocht. von 

Diese Simulation zeigt den Aufprall von Teilchen, die der CMS-Detektor des Teilchenbeschleunigers LHC registrieren kann. Physiker wollen so auch Spuren des Higgs-Teilchens finden.

Diese Simulation zeigt den Aufprall von Teilchen, die der CMS-Detektor des Teilchenbeschleunigers LHC registrieren kann. Physiker haben mit dieser Methode Spuren des Higgs-Teilchens entdeckt.  |  © Fabrice Coffrini/AFP/Getty Images

Der Informant ist der Held der Demokratie. Er deckt Missstände auf, indem er geheim gehaltene Informationen ans Licht der Öffentlichkeit schmuggelt. Ist jener Physiker, der jetzt den Hype um das lange gesuchte Higgs-Teilchen anheizt, ein solcher Held? Oder nur ein Wichtigtuer?

Als goddamn particle wurde das Higgs einst bezeichnet. Denn seit Jahrzehnten wird dieser letzte noch fehlende Baustein zum Standardmodell der Physik vergeblich gesucht. Nun soll er am Genfer Forschungszentrum Cern mit dem Teilchenbeschleuniger LHC dingfest gemacht werden. Vor der Winterpause gab es dort schon erste Hinweise , nun wartet alles auf neue Daten. Diese sollen Anfang Juli auf einer Konferenz in Melbourne präsentiert werden.

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Doch der Fahrplan der Entdecker ist durchkreuzt. Einer der knapp 5.000 Cern-Forscher gab offenbar einem amerikanischen Blogger vorab einen Wink – und dieser posaunte es per Internet gleich in alle Welt: Auch in den neuen Daten findet sich das verdächtige Signal, demnächst könnte die Sensation verkündet werden. Nun steckt man in der Pressestelle des Cern in der Zwickmühle: Soll man dichthalten? Oder Vorabergebnisse veröffentlichen, die noch nicht ausreichend unter Kollegen diskutiert und auf Fehler überprüft wurden?

Elementarteilchen: Materie

Als Elementarteilchen werden all jene Bausteine bezeichnet, die (soweit Physiker wissen) nicht weiter zerlegbar sind.

Das bekannteste Elementarteilchen ist das Elektron, das gemeinsam mit den selteneren Myonen und Tauonen zu den Leptonen zählt. Neben diesen drei Leptonen gibt es noch drei unterschiedliche Neutrinos, die ebenfalls zu den Elementarteilchen zählen. Neutrinos entstehen etwa bei der Kernspaltung in Atomkraftwerken oder bei der Kernfusion in der Sonne.

Darüber hinaus gibt es sechs weitere Elementarteilchen, die Quarks. Aus ihnen bestehen etwa Protonen und Neutronen, aus denen der Kern eines Atoms aufgebaut ist.

Zusammen bilden diese insgesamt 12 Elementarteilchen die Grundbausteine der Materie. Entsprechend gibt es 12 Antiteilchen, die die Antimaterie bilden.

Kräfte

Nicht alle Elementarteilchen sind Bestandteil der Materie. Es gibt fünf weitere Elementarteilchen, die als Austauschteilchen Kräfte übertragen.

Das Gluon klebt Quarks im Atomkern zusammen, das Photon vermittelt die elektromagnetische Kraft. W-- und W+- Teilchen sowie Z-Teilchen spielen beim radioaktiven Zerfall eine Rolle.

Insgesamt gibt es daher also derzeit 29 Elementarteilchen, die im sogenannten Standardmodell der Teilchenphysik die Zusammensetzung der Welt erklären.

Higgs-Boson

Ein möglicher Kandidat für das 30. Elementarteilchen ist das Higgs-Boson, das Forscher mithilfe des Teilchenbeschleunigers LHC im Forschungszentrum Cern nachgewiesen haben.

Nach einer Theorie des britischen Physikers Peter Higgs aus den sechziger Jahren muss ein bislang unbekanntes Feld (Higgs-Feld) alles durchdringen und sämtlichen anderen Elementarteilchen ihre Masse verleihen. Der Physiker erhielt 2013 zusammen mit François Englert für seine Theorie den Nobelpreis.

Physiker vergleichen den Higgs-Mechanismus gerne 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 im Laufe der Party 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 ist somit der beste Beleg für die ganze Theorie.

In schlechter Erinnerung ist den Cern-Physikern das Debakel der Kollegen vom italienischen Opera-Experiment. Die hatten im vergangenen Herbst etwas voreilig verkündet, sie hätten überlichtschnelle Neutrinos entdeckt – damit wäre Einstein widerlegt gewesen. Inzwischen mussten die Opera-Forscher einräumen: Die Sensation war gar keine, man hatte in der Eile einen technischen Fehler übersehen .

Eine solche Schlappe wollen die Cern-Forscher verständlicherweise vermeiden. Zum sauberen Nachweis des Higgs müssen die beiden Messstationen Atlas und CMS unabhängig voneinander zweifelsfreie Higgs-Spuren finden. Und alle Fehlerquellen – siehe Neutrinos – müssen ausgeschlossen werden. Das braucht Zeit. Und die sollen sich die Forscher nehmen. Für die wichtigste Entdeckung der physikalischen Grundlagenforschung seit 30 Jahren ist das nicht zu viel verlangt.

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Leserkommentare
  1. 1. Naja,

    nicht alles was hinkt ist ein Vergleich. Aeppel und Birnen ...

    • Coiote
    • 21. Juni 2012 15:09 Uhr

    Sehe ich nicht so. Die Messungen bei den angeblich überlichtschnellen Neutrinos wurden sehr vorsichtig verkündet, und die Gruppe sagte selbst klar, dass sie von einem Fehler bei den Messungen ausging. Andere Forschungseinrichtungen sollten aber das Experiment widerholen, weil damit leichter getestet werden könnte, ob etwas an überlichschnellen neutrinos dran wäre, oder es eben doch nur ein Fehler bei dem experimentellen Aufbau gab. ich finde, das ist völlig ok.

  2. Nachdem was ich an Gerüchten der Presse entnehmen konnte, ist lediglich die Wahrscheinlichkeit, dass es sich bei den bereits bekannten Signaturen tatsächlich um ein Higgs handelt, etwas gestiegen (von 2.6 auf 4 Sigma angeblich).

    So ein Fortschritt entsteht dann, wenn man eine große Zahl zusätzlicher Kollisionen auswertet.

    Doch selbst wenn die Wasserstandsmeldungen stimmen: Es wäre für eine Entdeckung zu wenig, die Aussage ist wissenschaftlich schlicht irrelevant. Man wird weiter arbeiten müssen, bis man eine Genauigkeit von 5 Sigma erreicht.

    Mein Vorschlag: Geduld üben und die Experten ihren Job machen lassen. Sobald dabei etwas rauskommt, was mehr wert ist als ein klares "Vielleicht", wird das CERN die Ergebnisse der Öffentlichkeit zur Prüfung vorlegen.

    So wie bei Opera: Die Originalarbeit war eine Einladung, den Fehler zu finden... Opera hat dem Braten selbst nicht getraut, ihnen sind nur die Ideen bei der Fehlersuche ausgegangen. Als Reaktion auf die Arbeit wurde das unerwartete Ergebnis erklärt. Mit einem technischen Fehler, was für die Öffentlichkeit wohl ziemlich langweilig ist.

    Aber so sieht wissenschaftlicher Erfolg eben manchmal aus. Zeitaufwendig und manchmal auch frustierend.

  3. ...berichtete das CERN, dass das Higgs vielleicht gefunden ist, man aber eine höhere Experimentezahl bräuchte um statistische Fehler weiter auszumerzen.

    Von daher ist das ganze doch nix neues. Diese weiteren Experimente sind halt wieder angelaufen und scheinen das zu bestätigen was damals schon vermutet wurde.

    Also für mich ist das keine Information die mich überrascht oder die gar neu wäre.

    Des Weiteren hinkt der Vergleich zum Operaexperiment gewaltig. Die dortigen Wissenschaftler sind ja bewusst an die Öffenlichkeit gegangen um ihre Ergebnisse überprüfen zu lassen, weil sie es selbst nicht wirklich glauben konnten.

    Wie @1 schon sagte, Äpfel und Birnen und ein bisschen Sensation....

  4. Ein Beitrag zum Gottesteilchen [1] und nur Kommentare zur Sache.

    Es besteht noch Hoffnung für die Menschheit.

    [1] Eigentlich: Gottverdammtes Teilchen.

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    Hatte auch die üblichen Kommentare erwartet:

    .... Physiker haben keine Ahnung... was soll das Alles überhaupt .... Ich (der Kommentator) bin eh viel Klüger und weiß Bescheid.... und und und.

    Es gibt also doch noch Hoffnung ;-)

  5. Hatte auch die üblichen Kommentare erwartet:

    .... Physiker haben keine Ahnung... was soll das Alles überhaupt .... Ich (der Kommentator) bin eh viel Klüger und weiß Bescheid.... und und und.

    Es gibt also doch noch Hoffnung ;-)

  6. Wie so oft liegt die Lösung des Problems höchstwahrscheinlich da, wo man sie nie vermutet hätte:
    In der Buchhaltung!

    Wenn man dort nachliest, wird man immerweniger finanzielle Unterstützung finden. Kausalität: Je weniger des Geld, desto näher das Teilchen! ;)

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    genügend Blogs von nicht am CERN beschäftigten Teilchenphysikern, die im Detail darlegen, warum es so viel Zeit kostet, die Existenz des Higgs-Bosons nachzuweisen: Weil man extrem viele Teilchenkollisionen auswerten muss, um eine statistisch sichere Aussage darüber treffen zu können.

    Ein Beispiel für einen solchen Blogger ist der bereits verlinkte Matt Strassler:
    http://profmattstrassler....

    Das alles könnte man herausfinden, wenn man denn wollte. Aber wie man an Ihrem einen Hauch von Ignoranz verbreitenden Erklärungsversuch sieht, wollen manche eben nicht.

    • oet
    • 23. Juni 2012 11:57 Uhr

    Es liegt mir fern, den für einmal selten guten Stil der Kommentare auf ZEIT ONLINE zu beeinträchtigen, aber ich musste einfach schmunzeln und an den Käse denken.

    "Je weniger das Geld, desto näher das Teilchen."

    Je mehr Käse, desto mehr Löcher.
    Je mehr Löcher, desto weniger Käse.
    Je mehr Käse, desto weniger Käse.

    Schönes Wochenende
    und viel Geduld
    allen Menschen, die gerne denken.

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  • Schlagworte Blogger | Demokratie | Grundlagenforschung | Herbst | Internet | LHC
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