Das Higgs-Boson – eine Knacknuss der Physik

Der Physik-Nobelpreis geht heuer an den Briten Peter Higgs und seinen belgischen Kollegen François Englert. Nach Higgs ist ein winziges Partikel benannt, wegen seiner Bedeutung für die Entstehung des Universums auch «Gottesteilchen» genannt. Doch warum ist es so wichtig? Fragen und Antworten.

Das Bild zeigt eine Grafik des Cern in Genf. Die Auswertung einer Kollision von zwei Protonen deutete auf den Zerfall eines Higgs-Boson hin. Bild in Lightbox öffnen.

Bildlegende: Hightech-Jagd im Cern: Aufzeichnung der Ereignisse nach einer Protonen-Kollision. Die Analyse deutete auf den Zerfall eines Higgs-Bosons hin. Keystone

Was genau ist das Higgs-Boson?

Das Higgs-Boson sorgt der gängigen Theorie zufolge dafür, dass alle Objekte eine Masse haben. Wissenschaftler gehen davon aus, dass Teilchen in den ersten Milliardstel Sekunden nach dem Urknall zunächst masselos mit Lichtgeschwindigkeit umhersausten.

Im Beschleunigerring LHC fahnden die Cern-Forscher nach dem Hi...

1:35 min, aus Tagesschau vom 13.12.2011

Erst durch das Zusammenwirken mit dem Higgs-Energiefeld bekamen die Teilchen Masse und konnten dadurch das Universum bilden – so entstanden Sonne, Planeten und schliesslich das Leben. Das Higgs-Teilchen selbst lässt sich am ehesten als eine Art Fussabdruck des Higgs-Felds beschreiben. Viele Forscher wehren sich gegen die Bezeichnung «Gottesteilchen».

Welche Bedeutung hat das Teilchen?

Für die Physik war das Higgs das letzte noch fehlende Elementarteilchen, um das sogenannte Standardmodell zu vervollständigen – und damit von zentraler Bedeutung. Die anderen elf Elementarteilchen waren bereits zuvor entdeckt worden. Würde das Higgs-Teilchen nicht existieren, stünde das gesamte Modell, mit dem die Physik seit Jahrzehnten arbeitet, in Frage.

Wie wurde das Higgs-Boson gefunden?

Die Suche nach dem Higgs-Boson begann ernsthaft erst in den 80er-Jahren in der Grossforschungsanlage Fermilab in den USA – im Teilchenbeschleuniger Tevatron nahe Chicago, der inzwischen stillgelegt ist. In einer ähnlichen Anlage wurde bald darauf am Cern nahe Genf nach dem Higgs gesucht. In die heisse Phase trat die Fahndung nach dem speziellen Teilchen dort aber erst 2010, als der mit dem «Large Hadron Collider» (LHC) der weltweit grösste Teilchenbeschleuniger in Betrieb ging.

Cern: Higgs-Teilchen in Reichweite

1:52 min, aus Tagesschau vom 4.7.2012

Dort werden in einem 27 Kilometer langen Ringtunnel an der Grenze zwischen Frankreich und der Schweiz die Bedingungen unmittelbar nach dem Urknall nachempfunden. Dafür schiessen die Physiker Protonen mit an Lichtgeschwindigkeit grenzendem Tempo aufeinander. Riesige Detektoren registrieren diese Ereignisse und ihre Folgen für die Bestandteile der Materie; gigantische Datenmengen werden an zahlreichen Rechenzentren ausgewertet. Am 4. Juli 2012 verkündete das Cern die Entdeckung des Higgs.