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HANDOUT - A typical candidate event including two high-energy photons whose energy (depicted by red towers) is measured in the CMS electromagnetic calorimeter. The yellow lines are the measured tracks of other particles produced in the collision. The pale blue volume shows the CMS crystal calorimeter barrel. ATLAS and CMS experiments presented their latest preliminary results in the search for the long sought Higgs particle in a press conference at the CERN in Geneva Switzerland Wednesday, July 4, 2012. Both experiments observe a new particle in the mass region around 125-126 GeV. The results presented today are labelled preliminary. They are based on data collected in 2011 and 2012, with the 2012 data still under analysis. (CERN) *** NO SALES, DARF NUR MIT VOLLSTAENDIGER QUELLENANGABE VERWENDET WERDEN ***

Darstellung einer Partikelkollision im Cern. Bild: CERN

Zerfall in Fermionen

Higgs-Boson verhält sich so, wie es die Theorie vorausgesagt hat

23.06.14, 15:54 24.06.14, 17:09

Das Higgs-Boson verhält sich bislang exakt wie von der Theorie des Standardmodells der Teilchenphysik vorausgesagt. Ein starker Hinweis dafür ist der direkte Zerfall des Higgs-Teilchens in zwei Fermionen, dessen Nachweis Wissenschaftlern am Genfer Forschungsinstitut Cern erstmals gelang. Dies teilte das Cern am Sonntag mit. Einen wichtigen Beitrag zu der am Montag im Fachjournal «Nature Physics» publizierten Studie leisteten Forscher der Universität Zürich

Das Cern hatte im Sommer 2012 erste Beweise für die Existenz des Higgs-Teilchens geliefert. Dies untermauert die Richtigkeit des Standardmodells der Teilchenphysik. Das Higgs-Teilchen gilt als der Urheber für eine der Grundeigenschaften aller Materie: die Masse. Es macht es erst möglich, dass andere Elementarteilchen – und damit alles vom Atom über den Menschen bis zum Planeten – überhaupt eine Masse haben. Die Existenz des Higgs-Teilchens wurde bereits in den 1960er Jahren vom britischen Physiker Peter Higgs und seinen Kollegen Robert Brout und François Englert postuliert. 

«Wir wissen nun, dass das Higgs-Teilchen sowohl in Bosonen wie auch in Fermionen zerfallen kann. Damit können wir gewisse Theorien ausschliessen, die davon ausgingen, dass das Higgs-Teilchen nur in bestimmte Arten von Teilchen zerfällt.»

Vincenzo Chiochia, Uni Zürich

Neue Daten des Teilchenbeschleunigers erforderlich

Um die Hypothese des Brout-Englert-Higgs-Mechanismus zu testen, muss der Zerfall des Higgs-Teilchens in alle Arten von Partikeln gemessen werden. Gemäss der in «Nature Physics» publizierten Ergebnisse der Cern-Experimente ATLAS und CMS zerfallen die Higgs-Bosone direkt in Fermione – den Teilchen, aus denen Materie besteht – und zwar in einer der Theorie entsprechenden Geschwindigkeit. Bisher konnte das Higgs-Teilchen erst durch den Zerfall in Bosonen nachgewiesen werden. 

«Wir sind damit einen wichtigen Schritt weiter gekommen», erklärt Prof. Vincenzo Chiochia vom Physik-Institut der Universität Zürich, dessen Gruppe an der Auswertung der Daten mitgearbeitet hat. «Wir wissen nun, dass das Higgs-Teilchen sowohl in Bosonen wie auch in Fermionen zerfallen kann. Damit können wir gewisse Theorien ausschliessen, die davon ausgingen, dass das Higgs-Teilchen nur in bestimmte Arten von Teilchen zerfällt.» 

Die Wissenschaftler hätten bald alle der bislang gesammelten Daten ausgewertet, wird ein ATLAS-Sprecher in der Mitteilung des Cern zitiert. Sie seien erwartungsvoll in Bezug auf neue Daten des Large Hardron Collider (LHC). Der Teilchenbeschleuniger ist zurzeit in Revision und soll Anfang 2015 wieder in Betrieb gesetzt werden. Die neuen Erkenntnisse des Cern zum Higgs-Boson werden an einer internationalen Physikkonferenz im spanischen Valencia präsentiert, die am 2. Juli beginnt. (sda/dhr)

epa03966644 View of the modernized LHC accelerator experiment (Large Hadron Collider) at the European Organization for Nuclear Research CERN in Meyrin near Geneva, Switzerland, 26 November 2013. Polish researchers are taking part in the modernization of the complex accelerators. The LHC will start again for two years.  EPA/ADAM WARZAWA POLAND OUT

Teilchenbeschleuniger: Der Large Hadron Collider am Cern. Bild: EPA

Das Higgs-Teilchen: Teil des Baukastens der Welt

Physiker haben in jahrzehntelanger Forschung eine Art Rezept für das Universum zusammengetragen. Es wird als Standardmodell bezeichnet und enthält als Zutaten etwa Quarks und Elektronen, aus denen sämtliche Atome der uns vertrauten Materie bestehen. Jedes der insgesamt zwölf Elementarteilchen besitzt ein sogenanntes Anti-Teilchen, das die entgegengesetzte elektrische Ladung trägt. Im ursprünglichen Standardmodell liess sich den Teilchen allerdings lange keine Masse zuteilen. Ohne Masse wären jedoch alle Partikel schnell wie das Licht, es gäbe keine Zusammenballungen – keine Atome, keine Sterne, Planeten oder Menschen.

Um dieses Dilemma zu lösen, ersannen Peter Higgs und François Englert unabhängig voneinander einen Mechanismus, der den Teilchen ihre Masse verleihen soll. Er wird oft verglichen mit einer Party, auf der ein Popstar erscheint. Die Partygäste bilden dabei das Higgs-Feld. Will der Popstar den Raum durchqueren, scharen sich sofort viele Fans um ihn und machen ihn damit langsamer – der Star gewinnt gewissermassen an Masse. Das Higgs-Teilchen ist in dieser Analogie das Gerücht, ein Popstar durchquere den Raum: Sofort sammeln sich Fans am vermeintlichen Aufenthaltsort des Stars. Dieses Gerücht pflanzt sich durch den Raum fort und verursacht damit eine wandernde Zusammenballung. (sda/dpa)



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3Alle Kommentare anzeigen
    Alle Leser-Kommentare
  • mope 24.06.2014 09:25
    Highlight Okay...zwei Fragen: Wieviele Milliarden hat das jetzt gekostet? Und wieviele Menschen weltweit wurden damit gesund und satt?
    0 10 Melden
    • Suyen 24.06.2014 10:08
      Highlight 1. Weniger als weltweit für Militär ausgegeben wird
      2. Zumindest die 3'000 Mitarbeiter des CERN und ihre Familien dürften satt werden davon...

      Solche fragen darf man sich bei Grundlagenforschung aber ohnehin nicht stellen...
      9 0 Melden
    • ex00r 24.06.2014 16:31
      Highlight Die Grundlagenforschung hat als Primärziel meistens nicht die Menschheit aus ihrem Elend zu befreien, aber viele Nebenprodukte dieser Forschung öffnen und öffneten bereits Technicken und Materialen, welche des Leben der Menschen verbesserten, zum Beispiel in der Behandlung von Krebs und es gibt hunderte weitere Beispiele.
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