Seit einigen Wochen brodelt die Gerüchteküche: In einschlägigen Blogs ist von einer möglichen Entdeckung des Higgs-Teilchens die Rede und auch auf Twitter wird wild darüber spekuliert. Stimmen die Vermutungen, wäre eines der großen Rätsel der Teilchenphysik endlich gelöst. Denn schon seit Jahrzehnten suchen Physiker fieberhaft nach dem auch als Gottesteilchen bezeichneten Partikel - dem letzten Puzzlestück im sogenannten Standardmodell der Physik, das den Aufbau der Materie erklärt.
An diesem Mittwoch will nun das Teilchenforschungszentrum Cern seine Fortschritte bei der Suche nach dem Higgs-Boson vorstellen. Physiker aus aller Welt warten gespannt auf die Präsentation der neuesten Messdaten der beiden riesigen Detektoren "Atlas" und "CMS" am weltgrößten Teilchenbeschleuniger LHC ("Large Hadron Collider") in Genf. Hat man weitere Hinweise darauf, dass das mysteriöse Teilchen existiert? Oder hat man es gar nachgewiesen?
Mathematischer Trick
Das Higgs-Teilchen, das nach dem schottischen Physiker Peter Higgs benannt ist, gilt als Beweis für die Existenz des sogenannten Higgs-Feldes. Dieses soll das ganze Universum durchziehen und erklären, wie die Teilchen - und damit die Grundbausteine der Materie - überhaupt zu ihrer Masse kommen. Denn ohne die mathematische Idee von Higgs ist das Standardmodell wenig attraktiv, die Teilchen würden ihm zufolge masselos durchs Universum irren. So etwas wie Planeten oder Menschen dürfte es nicht geben.
Um diesen Fehler aus der physikalischen Formelwelt zu schaffen, ersann Peter Higgs das nach ihm benannte Feld. Seine Idee: Bewegen sich Elementarteilchen durch dieses Feld, werden sie abgebremst. Durch diese Wechselwirkung erhalten die Teilchen Masse. Dabei gilt: Je stärker sie mit dem Feld reagieren, desto massereicher sind sie. Bewegen sich solche massereichen Teilchen schnell durch das Feld, erzeugen diese dabei wiederum Higgs-Bosonen. Doch der Nachweis, dass das Higgs-Teilchen existiert, steht bis heute aus.
Um zu bestätigen, was die Theoretiker vorhersagen, lassen Physiker am Cern Protonen fast mit Lichtgeschwindigkeit aufeinander prallen. In dem so hergestellten künstlichen Teilchenschauer müssten sich, wenn auch selten, Higgs-Teilchen finden, so die Hoffnung.
Mehr Messdaten
Dass die Physiker dem Higgs zumindest dicht auf der Spur sind, wurde bereits im vergangenen Dezember klar. Damals präsentierten die Cern-Wissenschaftler einen ersten Zwischenstand, der hoffen ließ, dass das Teilchen in naher Zukunft gefunden werden könnte - sofern es denn existiert. Besonders häufig hätten die Forscher Signale des Higgs-Teilchens bei einer Masse von rund 125 Gigaelektronenvolt (GeV beobachtet), sagte die Physikerin Fabiola Gianotti. Doch die Daten reichten damals noch nicht aus, um von einer Entdeckung zu sprechen.
Das könnte diesmal anders sein. Man habe zwischen April und Juni mehr Messdaten gewonnen als im gesamten Jahr 2011, heißt es in einer Pressemitteilung des Cern. Insgesamt konnten die Forscher den Datensatz damit seit Dezember mehr als verdoppeln. Doch was genau entdeckt wurde, darüber geben sich die Beteiligten zugeknöpft. Sie wollen noch nicht verraten, ob sich die Hinweise auf das Higgs seit der letzten Auswertung der Daten verdichtet oder verflüchtigt haben. Oder ob das, was sie im Partikelschauer gesichtet haben, gar ein unbekanntes Teilchen ist, etwa eine exotische Variante des Higgs-Bosons. "Es ist ein wenig so, als ob man ein bekanntes Gesicht aus weiter Ferne entdeckt", sagte Cern-Chef Rolf Heuer. "Manchmal muss man genauer hinsehen, um herauszubekommen, ob es dein bester Freund ist oder tatsächlich der Zwilling des besten Freundes." Das Zitat dürfte die Spekulationen wohl noch weiter anheizen.
Einer, der die Vorstellung der Daten ebenfalls mit Spannung erwartet, ist der deutsche Physiker Joachim Mnich. Er arbeitet am Cern und am Deutschen Elektronen-Synchrotron Desy in Hamburg. "Ich rechne nicht damit, dass wir morgen von einer Entdeckung des Higgs-Teilchens reden können", schränkt er ein. Der Grund: Die Daten reichen offenbar noch immer nicht aus, um mit der in der Physik geforderten Wahrscheinlichkeit auszuschließen, dass es sich bei dem Signal um Zufall handelt. Mnich ist allerdings überzeugt: "Zeigen die Messergebnisse in eine ähnliche Richtung wie die vom Dezember, ist es nur noch eine Frage der Zeit, bis man von einer Entdeckung sprechen kann."
Eine Antwort, viele neue Fragen
Doch die Entdeckung des Higgs würde bei weitem nicht alle Probleme lösen. "Das wäre zwar eine Bestätigung, dass wir mit dem Standardmodell auf dem richtigen Weg sind", sagt Mnich. "Und es würde erklären, wie Teilchen überhaupt zu ihrer Masse kommen." Doch trotzdem bliebe noch einiges zu forschen: Denn auch mit dem Standardmodell sind noch nicht alle Fragen der Teilchenphysik gelöst.
"Das Universum besteht nur zu vier Prozent aus sichtbarer Materie", sagt Mnich. "Die Frage nach der Dunklen Materie und der Dunklen Energie bleibt unbeantwortet." Genauso wie das Rätsel, warum es so etwas wie die Schwerkraft gibt - und warum unser Universum überhaupt existiert. Denn nach dem Urknall hätten sich Materie und Antimaterie eigentlich vollständig vernichten müssen. "Wenn wir eines Tages das Higgs entdecken, lüpfen wir den Zipfel eines Vorhangs, was uns vielleicht den Blick in ein neues Zimmer ermöglicht", sagt Mnich. Doch welche Räume sich dahinter verbergen, ist noch offen.
Die Präsentation der neuesten Ergebnisse des Cern kann ab 9 Uhr MESZ im Internet live mitverfolgt werden.
