Neues Teilchen entdeckt – Berner Forschende beteiligt

Das Standardmodell der Teilchenphysik ist äusserst erfolgreich in der Beschreibung der bekannten elementaren Teilchen und deren Wechselwirkungen. Trotzdem ist unser Verständnis der Natur unvollständig – das Standardmodell kann eine fundamentale Frage nicht beantworten: wieso haben die meisten Teilchen eine Masse?

Ohne Masse wäre das Universum eine andere und sehr langweilige Welt. Zum Beispiel würde es keine Atome geben, wenn Elektronen keine Masse hätten. Also würde es die Materie, wie wir sie kennen, nicht geben – und keine Chemie, keine Biologie und auch keine Menschen.

Mehrere Forschende, darunter der britische Physiker Peter Higgs, haben einen Mechanismus gefunden, welcher den Teilchen eine Masse gibt – den sogenannten Higgs-Mechanismus. Im Standardmodell eingebaut, ermöglicht dieser Physikerinnen und Physikern Vorhersagen über einige Grössen – darunter auch die Existenz eines neuen Teilchens, des Higgs-Boson.

Grosse Wahrscheinlichkeit für neues Teilchen

Das Resultat vom CERN zeigt mit hoher statistischer Signifikanz die Existenz eines neuen schweren Teilchens, welches ein sehr guter Kandidat für das lange gesuchte Higgs-Teilchen ist. Es sind aber weitere Untersuchungen und mehr Daten nötig, um die genaue Natur dieses Teilchens zu erforschen.

Die Physikerinnen und Physiker am CERN werden jedoch alles tun, um diese faszinierenden Erkenntnisse vollständig zu verstehen, sagt Prof. Antonio Ereditato, Direktor des Albert Einstein Center for Fundamental Physics der Universität Bern und Leiter der Berner Gruppe in der ATLAS-Kollaboration: «Die Berner Physikerinnen und Physiker, die im ATLAS-Experiment beteiligt sind, ernten mit diesem wichtigen Resultat die Früchte jahrelanger Arbeit. Wir sind stark in der Forschung involviert, die uns ein tieferes Verständnis des Universums und dessen fundamentaler Gesetze gibt.»

Berner sind seit den Anfängen beteiligt

Die Berner ATLAS-Gruppe wurde in den 90er Jahren gegründet und leistete seither wichtige Beiträge: so wurde die Auswahl der Ereignisse und deren Aufzeichnung massgebend von Bern entwickelt. Berner Messungen der Eigenschaften von bereits bekannten Teilchen des Standardmodells bilden ausserdem die Grundlage für die Suche nach dem Higgs-Boson oder anderen vorhergesagten Teilchen.

In Bern wird zudem ein Cluster von 3000 Computern für die Simulation und Auswertung der Daten betrieben, was besonders für die heute präsentierten Resultate relevant war. Die Berner Physikerinnen und Physiker sind auch in zukünftigen Upgrades des grossen Detektors involviert. Eine hochkomplexe Apparatur wie ATLAS muss laufend auf den neuesten technischen Stand gebracht werden und für neue Herausforderungen – wie erhöhte Raten von Kollisionen – aufgerüstet werden.

«Wir sind der Universität Bern und dem Kanton Bern sehr dankbar für die jahrelange Unterstützung», sagt Ereditato. «Der direkte Beitrag des Kantons an den Kauf von Spulen und Kabel für supraleitende Magnete im ATLAS-Detektor und die Gründung des Albert Einstein Centers for Fundamental Physics an der Universität verlieh unseren Aktivitäten einen riesigen Aufschwung».
Die Universitätsleitung verfolgt mit Interesse die Grundlagenforschung am CERN: «Die Universität Bern ist stolz darauf, zu dieser bahnbrechenden Forschung ihren Beitrag leisten zu können», meint Prof. Martin Täuber, Rektor der Universität Bern.

Die Universität Bern am weltgrössten Physik-Experiment

Der ATLAS-Detektor ist der grösste der vier Detektoren, die im «Large Hadron Collider» (LHC) am CERN eingebaut sind. Läuft der LHC auf vollen Touren, finden im ATLAS-Detektor pro Sekunde eine Milliarde Protonen-Kollisionen statt. Eine der Aufgaben des Berner Teams ist es, aus dieser Datenflut die aussagekräftigsten Kollisionen in Echtzeit herauszufiltern. In der ATLAS-Kollaboration arbeitet derzeit eine Gruppe von 15 Berner Forschenden unter der Koordination von Michele Weber vom Laboratorium für Hochenergiephysik (LHEP) mit.
Gegründet wurde die Gruppe in den 90er Jahren von Ereditatos Vorgänger Prof. Klaus Pretzl. Heute besteht das Team insbesondere aus den Physikern Antonio Ereditato, Michele Weber, Hans Peter Beck, Sigve Haug mit Lucian Ancu, Alberto Cervelli, Gianfranco Sciacca und einer motivierten Gruppe von Doktorandinnen und Doktoranden: Marco Agustoni, Andreas Battaglia, Claudia Borer, Valentina Gallo, Tobias Kruker, Lukas Marti, Basil Schneider und Stefania Stucci.

Eine Reihe von Physikerinnen und Physikern haben in Bern einen Doktortitel im Rahmen des ATLAS- Experiments erhalten, es sind dies: Jürg Beringer, Alina Radu, Giovanna Lehmann, Remi Mommsen, Christian Häberli, Valeria Perez-Reale, Ignazio Aracena, Cyril Topfel und Nicola Venturi.