Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erster Hinweis auf Higgs-Teilchen

14.12.2011
Begeisterung bei Mainzer Teilchenphysikern: 50 Jahre nach seiner Vorhersage nimmt das Higgs-Boson allmählich konkrete Gestalt an

Die Antwort auf eine der spannendsten Fragen der Teilchenphysik scheint zum Greifen nahe: Die Wissenschaftler am Genfer Forschungszentrum CERN haben erste Anzeichen für das Higgs-Boson ausfindig gemacht und rechnen nun damit, dass ihnen schon bald der zweifelsfreie Nachweis des mit großem Aufwand gesuchten Teilchens gelingen wird. Es ist das letzte Puzzle-Stückchen, das im Standardmodell der Physik noch fehlt, um den Aufbau der Materie zu erklären.

Sein endgültiger Nachweis käme einer Sensation gleich. „Möglicherweise haben wir tatsächlich den ersten Hinweis auf das Higgs-Teilchen beobachtet, aber noch ist es zu früh für eine definitive Aussage“, sagt Univ.-Prof. Dr. Volker Büscher vom Institut für Physik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU). „Und wenn sich diese Hinweise als richtig herausstellen, liefern die jetzt analysierten Daten erstmals direkte Informationen über seine Masse“, ergänzt Univ.-Prof. Dr. Stefan Tapprogge. An der Mainzer Universität sind rund 50 Physiker an den Forschungen am CERN beteiligt und zwar insbesondere am ATLAS-Experiment, einem der zwei großen Experimente, die sich die Suche nach dem Higgs-Teilchen zur vordringlichen Aufgabe gemacht haben.

Das CERN hatte am Dienstag die neuesten Ergebnisse zum Higgs-Boson präsentiert. Das Teilchen war vor fast 50 Jahren vorhergesagt worden und ist nach dem britischen Physiker Peter Higgs benannt. Seitdem suchen die Wissenschaftler weltweit danach. Seine Entdeckung würde erklären, woher alle anderen elementaren Teilchen ihre Masse haben. Schon zwei Jahre nach dem Start haben die Proton-Proton-Kollisionen des LHC jetzt Ergebnisse geliefert, die die Forscher hoffen lassen. „Zum jetzigen Zeitpunkt können wir zwei Aussagen machen“, präzisiert Büscher. „Zum einen: Wenn das Higgs-Boson tatsächlich die vermuteten Eigenschaften hat, dann muss seine Masse zwischen 115 und 131 Giga-Elektronenvolt liegen – eine deutlich bessere Eingrenzung als noch vor einem Jahr. Zum anderen haben wir einen bemerkenswerten, interessanten Überschuss an Ereignissen gefunden, der ein erster direkter Hinweis auf ein Higgs-Boson der Masse im Bereich um 125 GeV sein könnte.“ Die Experimente am CERN werden im nächsten Jahr weitergeführt. Wenn sich die Hinweise bestätigen, wäre das Higgs-Boson ungefähr 125 Mal so schwer wie ein Proton.

Neben diesen neuen Daten vom ATLAS-Detektor, an denen die Mainzer Physiker maßgeblich beteiligt sind, sieht auch der zweite große Teilchendetektor am LHC, der Compact Muon Solenoid (CMS), ähnliche Anzeichen. Für die Wissenschaftler um Volker Büscher und Stefan Tapprogge würde sich mit einer Bestätigung ein Traum erfüllen. Viele haben ihre wissenschaftliche Laufbahn der Jagd nach dem Higgs-Teilchen gewidmet – und sind jetzt dabei, wenn es richtig spannend wird. „Das ist ein großer Moment für uns alle und es wäre wunderbar, wenn sich die Beobachtungen bestätigen ließen“, so Tapprogge. Noch spricht kein Wissenschaftler von einer Entdeckung, denn dafür ist es noch zu früh: Die Zahl der beobachteten Ereignisse ist noch nicht groß genug, als dass ein Zufallseffekt statistisch zweifelsfrei auszuschließen wäre. Aber allein die Tatsache, dass zwei unabhängige Experimente, ATLAS und CMS, in die gleiche Richtung weisen, sorgt für Aufregung und gibt Hoffnung, dass es sich hier tatsächlich um das mysteriöse Higgs-Teilchen handeln könnte.

Das Higgs-Boson wurde 1964 vorhergesagt und hätte die Funktion, den anderen elementaren Teilchen des Standardmodells ihre Masse zu verleihen. Nach den Vorstellungen der Physiker ist der gesamte Weltraum von dem sogenannten Higgs-Feld durchdrungen. Je nachdem wie stark die einzelnen Elementarteilchen an die Higgs-Bosonen koppeln, hätten sie mehr oder weniger Masse. Wird das fehlende Teilchen tatsächlich entdeckt, ist dies nicht nur die Bestätigung für ein Modell, sondern markiert zugleich den Aufbruch in eine neue Forschungswelt. Der LHC bietet – zumal bei einer noch höheren Energie der Protonenstrahlen ab 2014 – die idealen Voraussetzungen, um das Higgs-Feld und damit den Ursprung der Masse genau zu untersuchen.

Die Forscher der Arbeitsgruppe Experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik (ETAP) der Uni Mainz sind besonders am ATLAS-Experiment beteiligt, einem der beiden großen Experimente am LHC. Der ATLAS-Detektor ist 46 Meter lang, 25 Meter hoch und 25 Meter breit. Er ist in der Lage, die neuen Teilchen, die bei den Protonenkollisionen entstehen, festzustellen und präzise zu vermessen. Am ATLAS-Experiment nehmen insgesamt etwa 3000 Forscher aus der ganzen Welt teil.

Die Arbeiten der Arbeitsgruppe ETAP sind in das Mainzer Exzellenzcluster „Precision Physics, Fundamental Interactions and Structure of Matter" (PRISMA) integriert, das den wichtigen Schritt in die abschließende Auswahlrunde der Bundesexzellenzinitiative geschafft hat.

Weitere Informationen:
Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Volker Büscher
Experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik (ETAP)
Institut für Physik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU)
D 55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-20399
Fax +49 6131 39-25169
E-Mail: buescher@uni-mainz.de
http://www.etap.physik.uni-mainz.de/

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.cern.ch/
http://www.atlas.ch/
http://www.fsp101-atlas.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie