Fragen und Antworten zum Higgs-Teilchen

Genf. Es ist die Lösung eines der größten physikalischen Rätsel der Gegenwart: Am europäischen Kernforschungszentrum Cern in der Schweiz haben Wissenschaftler mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit das auch „Gottesteilchen“ genannte Higgs-Boson gefunden.

Reinhören: Was ist ein Higgs-Teilchen?

? Was ist das Higgs-Boson-Teilchen?

Es geht um die winzigen Grundbausteine jeder Materie, also auch von Lebewesen. Das Higgs-Boson-Teilchen oder Higgs-Teilchen ist ein Elementarteilchen, das nach Auffassung von Wissenschaftlern vorhanden sein muss, aber bisher noch nie nachgewiesen wurde. Es ist so winzig, dass es sich nicht beobachten lässt. Die Teilchenphysiker beo-bachteten im Experiment auch jetzt allein die Spuren eines Zerfalls. Diese Spuren lieferten Hinweise auf ein Teilchen, das der theoretischen Beschreibung des Higgs-Teilchens gleicht.

? Was erklärt die zugrunde liegende Theorie?

Das Teilchen wird nach dem britischen Physiker Peter Higgs (83) benannt. Dessen Modell erklärt, wie die Elementarteilchen, also die Grundbausteine der Materie, ihre Masse erhalten. Dem Standardmodell der Teilchenphysik zufolge dürften die kleinsten Teilchen eigentlich keinerlei Masse haben. Ohne Masse wären sie jedoch so schnell wie das Licht, es gäbe also an keiner Stelle des Universums eine Zusammenballung von Materie, also auch keine Planeten und Menschen.

? Warum ist das Higgs-Teilchen von so großer Bedeutung?

Kernforschung in Genf: Eine computer-animierte Darstellung der Kollision von Elementarteilchen. Foto: dpa

Das Higgs-Teilchen tritt der Theorie zufolge in Wechselwirkung mit der Materie und verleiht ihr dadurch Masse. Das Higgs-Teilchen ist nach dieser Vorstellung Bestandteil eines sogenannten Higgs-Feldes. Das muss man sich als unsichtbaren Honig vorstellen, der das Universum durchzieht. Er bremst die Materieteilchen unterschiedlich stark. Durch die entstehende Reibung erhält die Materie ihre Masse.

? Wie kann ich mir die Entstehung von Masse noch vorstellen? Gibt es ein einfacheres Bild?

Verglichen wird das Higgs-Feld auch mit einer Feier, auf der alle Menschen gleich im Raum verteilt sind. Sobald ein Prominenter den Raum betritt, wird er von vielen Menschen umlagert. Er erhält Masse und wird gebremst.

? Was hält die Materie im Innern zusammen?

Jede Materie besteht dem Modell zufolge neben Materieteilchen auch aus Kraftteilchen. Wie das Higgs für die Masse verantwortlich ist, sind die Kraftteilchen für den Zusammenhalt der Materie zuständig. Dazu tauschen die Materieteilchen winzige Kraftteilchen, sogenannte Bosonen, untereinander aus. Diese Wechselwirkung garantiert den Zusammenhalt. Unterschieden wird dabei starke, schwache und elektromagnetische Kraft.

? Wie liefen im Kernforschungszentrum Cern in Genf die Experimente ab?

In dem Ring eines Teilchenbeschleunigers schossen Forscher mit hoher Energie Atomkernbestandteile - sogenannte Protonen - aufeinander. Dabei erzeugten sie Teilchen, wie sie beim Urknall - der Entstehung des Universums - existierten. Unter den entstehenden Teilchen wurde jetzt höchstwahrscheinlich die Existenz des Higgs bewiesen.

? Welchen praktischen Nutzen hat die Entdeckung?

Vorerst keinen. Sie dient der Grundlagenforschung zur Vervollständigung eines naturwissenschaftliuchen Modells.

? Warum wird von einem Gottesteilchen gesprochen?

Trotz der Bedeutung des Higgs für die Entstehung von Masse im physikalischen Weltbild wollen die Forscher selbst nicht von einem „Gottesteilchen“ sprechen. Es ist ein publizistischer Begriff und das Ergebnis eines Missverstänisses: Der US-Physiker Leon Lederman wollte ein Buch über das Higgs-Teilchen schreiben mit dem Titel „Das gottverdammte Teilchen - Wenn das Universum die Antwort ist, was ist die Frage?“. Sein Verleger habe jedoch das „verdammte“gestrichen, so Lederman. So sei 1993 daraus das „God Particle“ (Gottesteilchen) geworden.

Von Jörg S. Carl

(mit dpa)

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