Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Higgs-Teilchen ist eher ein Leichtgewicht: Fermilab-Experimente geben neue Hinweise

16.03.2009
Experimente am US-Forschungszentrum Fermilab mit Mainzer Beteiligung grenzen den Bereich, in dem das Higgs-Teilchen vermutlich zu finden ist, deutlich ein

Für ihre Suche nach dem mysteriösen Higgs-Teilchen haben die Physiker neue Anhaltspunkte bekommen. Demnach ist das Teilchen eher leichter, jedenfalls nicht ganz so schwer, wie es nach dem bisherigen Kenntnisstand auch hätte sein können.

Bislang war bekannt, dass die Masse des Higgs-Teilchens nicht unter einem Wert von 114 Giga-Elektronenvolt (GeV) liegen kann, das Teilchen also mehr als 114 Mal so schwer sein muss wie ein Proton. Als Obergrenze wurden 185 GeV angenommen. Forscher der Universität Mainz haben nach diesem Higgs-Teilchen mit einem Experiment am Forschungszentrum Fermilab bei Chicago gesucht. Die Ergebnisse lassen nun den Schluss zu, dass die Masse des Higgs-Bosons tatsächlich nicht weit von der 114-GeV-Grenze entfernt liegt.

"Auch wenn wir das Higgs-Teilchen noch nicht wirklich beobachten konnten, so leisten die Experimente einen wichtigen Beitrag, um es festzunageln", sagt Univ.-Prof. Dr. Volker Büscher vom Institut für Physik der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. "Damit wissen wir genauer, wo wir künftig suchen müssen", so Univ.-Prof. Dr. Stefan Tapprogge, der als Physiker ebenso wie Büscher an dem Fermilab-Experiment beteiligt ist.

Das Higgs-Teilchen, oder auch Higgs-Boson, ist für die Physiker unerlässlich, um die Masse von Materie zu erklären. Nach dem Standardmodell der Physik setzt sich unsere materielle Welt aus zahlreichen Elementarteilchen zusammen, die mittlerweile auch alle entdeckt wurden. Was allerdings noch fehlt, ist das Higgs-Teilchen, das all den anderen erst ihre Masse verleiht und ohne das kein Elementarteilchen ein Gewicht hätte. Seit über 40 Jahren, als der britische Physiker Peter Higgs den Mechanismus vorgeschlagen hatte, suchen die Teilchenphysiker weltweit nach diesem bisher unauffindbaren Objekt, das unsere sichtbare Welt erst zu dem macht, was sie ist.

Der Tevatron-Beschleuniger am Fermilab, der noch immer leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger weltweit, ist zurzeit der einzige Ort, an dem das Higgs-Boson produziert werden kann. Es entsteht bei Kollisionen von Protonen und Antiprotonen, die an den beiden Detektoren CDF und D0 studiert werden. Dabei suchen die Physiker nach Higgs-Bosonen mit beliebiger Masse. Ob und wie sich ein Higgs-Boson im Detektor zeigt, hängt stark von seiner Masse ab. Nun konnte erstmals gezeigt werden, dass die Masse des Higgs-Bosons nicht im Bereich von 160 bis 170 GeV liegen kann. "Higgs-Teilchen mit kleineren Massen sind am Tevatron schwieriger nachzuweisen, aber die Suche in diesen Bereichen geht nun verstärkt weiter", erläutert Tapprogge.

Zusätzlich gab es in den letzten Tagen ein weiteres neues Ergebnis. Die Masse des W-Bosons, eines der Teilchen im Standardmodell und Träger der schwachen Wechselwirkung, wurde am D0-Experiment mit bisher unerreichter Genauigkeit neu vermessen. "Interessanterweise lässt sich aus diesem Wert indirekt darauf schließen, dass die Masse des Higgs-Bosons vergleichsweise klein ist. Beide Ergebnisse zusammen ergeben ein konsistentes Bild von einem leichten Higgs-Boson, dessen Masse nahe der bisherigen Grenze von 114 GeV liegen muss", erklärt Büscher.

Die Suche nach dem Higgs-Boson wird nun weitergehen, aber nicht nur in Chicago. Büscher und Tapprogge sowie zahlreiche weitere Physiker der Universität Mainz arbeiten nicht nur am D0-Experiment am Tevatron, sondern auch am ATLAS-Experiment in Genf mit. Dieses ist der größte der vier Detektoren am neuen Beschleuniger LHC des Teilchenforschungszentrums CERN. Sobald der LHC seinen Betrieb aufnimmt, womit im Herbst gerechnet wird, werden auch die dort versammelten Physiker aus aller Welt mit der Jagd nach dem alles verbindenden, noch fehlenden Glied in der Teilchen-Kette beginnen. "Die Einschränkung des Massenbereichs zeigt sehr deutlich, wo wir am LHC hinschauen müssen", sagt Büscher. "Der LHC ist in der Lage, das Higgs-Boson im gesamten Massenbereich zu finden." Der Mainzer Teilchenphysiker schließt nicht aus, dass sich am Tevatron in den nächsten Jahren erste Hinweise auf ein Higgs-Boson mit niedriger Masse finden lassen. "Aber der wirkliche Nachweis und die weitergehenden Untersuchungen werden erst am LHC möglich sein."

Kontakt und Informationen:
Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Volker Büscher
Experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik
Institut für Physik
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. 06131 39-20399
Fax 06131 39-25169
E-Mail: buescher@uni-mainz.de

Petra Giegerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.physik.uni-mainz.de/etap/
http://www.fnal.gov/

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