top of page
  • AutorenbildENTROPY

Neue Messung des Higgs-Bosons ist die präziseste, die je aufgezeichnet wurde

Wie entstehen eigentlich Higgs-Bosonen? Diese faszinierenden, aber schwer fassbaren Teilchen können bei Kollisionen von ultra-schnellen Protonenströmen im Large Hadron Collider (LHC) kurzzeitig entstehen, bevor sie in leichtere Teilchen zerfallen. In diesem flüchtigen Moment nutzen Physiker die Gelegenheit, um die Masse des Higgs-Bosons zu schätzen, einem Schlüsselelement im Standardmodell der Physik.


LHC, Large Hadron Collider

Der Large Hadron Collider (LHC, deutsche Bezeichnung Großer Hadronen-Speicherring)[1] ist ein Teilchenbeschleuniger am Europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Genf. In Bezug auf Energie und Häufigkeit der Teilchenkollisionen ist der LHC der leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt. An Planung und Bau waren über 10.000 Wissenschaftler und Techniker aus über 100 Staaten beteiligt, es kooperierten hunderte Universitätslehrstühle und Forschungsinstitute. Die maßgebliche Komponente ist ein Synchrotron in einem 26,7 Kilometer langen unterirdischen Ringtunnel, in dem Protonen oder Blei-Kerne gegenläufig auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zur Kollision gebracht werden. Die Experimente am LHC sind daher Colliding-Beam-Experimente.


Nach intensiven Analysen einer unvorstellbar großen Anzahl von Protonenkollisionen im LHC haben Forscher die bisher präziseste Schätzung dieser entscheidenden Eigenschaft erlangt. Berichtet wurde dies im Juli, basierend auf einer vierjährigen Datenerfassung, in der schätzungsweise 9 Millionen Higgs-Bosonen erzeugt wurden. Allerdings konnte nur ein winziger Bruchteil davon experimentell nachgewiesen werden.

Das internationale Team des ATLAS-Experiments, einem der zwei Detektoren des LHC, hat es geschafft, die genauesten Messungen der Masse des Higgs-Bosons zu erhalten. Dieses rätselhafte Teilchen entsteht aus einem Quantenfeld, das durch das gesamte Universum fließt und anderen Teilchen ihre Masse verleiht. Im Gegensatz zu anderen Teilchen im Standardmodell müssen Physiker die Masse des Higgs-Bosons experimentell bestimmen.

Die genaue Kenntnis der Higgs-Masse ist von großer Bedeutung, da sie einen Einfluss auf die Wechselwirkungen mit anderen Teilchen hat. Aktuelle Messungen zeigen, dass die Masse des Higgs-Bosons dreimal leichter ist als von Modellen vorgeschlagen. Dies stellt eine Diskrepanz dar, die Physiker noch zu lösen versuchen.

Neueste Messungen haben unsere Schätzungen zur Masse des Higgs-Bosons verfeinert. Die Forscher kombinierten mehrere Messungen basierend auf dem Zerfall des Teilchens und erhielten eine Masse von 125,11 Gigaelektronenvolt (GeV) mit einer Unsicherheit von 0,11 GeV – ein bedeutender Fortschritt gegenüber früheren Messungen.


LHC, Large Hadron Collider, ATLAS

ATLAS ist ein Teilchendetektor am Large Hadron Collider (LHC), einem Teilchenbeschleuniger am europäischen Kernforschungszentrum CERN. ATLAS war ursprünglich ein Apronym für A Toroidal LHC ApparatuS (siehe Atlas, auf deutsch etwa: „Ein torusförmiger LHC-Apparat“), wird aber mittlerweile nur noch als Eigenname benutzt. Unter anderem wurde mit ATLAS das Higgs-Boson, ein für die Erklärung der Masse wichtiger Bestandteil, nachgewiesen. Außerdem sollen die derzeit kleinsten bekannten Bausteine der Materie, Leptonen und Quarks, auf eine etwaige Substruktur hin untersucht werden. Parallel zu ATLAS verfolgt auch der CMS-Detektor ein ähnliches Physikprogramm, sodass ein Ergebnis eines Experiments am jeweils anderen überprüft werden kann. Am ATLAS-Experiment nehmen mehr als 7600 Forscher aus etwa 215 Instituten weltweit teil.


Die ATLAS-Kollaboration hat dieses Ergebnis als die präziseste Messung der Masse des Higgs-Bosons, mit einer Genauigkeit von 0,09 Prozent, bezeichnet. Diese Präzision verringert die statistische und systematische Unsicherheit der Masse des Higgs, was für die Interpretation der Daten entscheidend ist.

Genauere Messungen ermöglichen es Physikern, Vorhersagen des Standardmodells zu testen und mögliche Abweichungen zu erkennen. So wurde beispielsweise eine Abweichung in der Masse des W-Bosons festgestellt, was auf mögliche Unzulänglichkeiten im Standardmodell hindeutet.

Das Higgs-Boson bleibt weiterhin ein Mysterium. Es zeigt nicht jedes Mal dieselbe Masse, sondern eine Bandbreite möglicher Massen, die als 'Breite' des Teilchens bezeichnet wird. Diese Breite wurde im Jahr 2022 genauer denn je geschätzt.

Die Fragen, ob das Higgs-Boson mit sich selbst interagiert oder wie es an andere Teilchen koppelt, bleiben offen. Auch die Möglichkeit, dass es verschiedene Versionen des Higgs-Bosons geben könnte oder dass es ein Portal zur Dunklen Materie darstellt, bleibt ein Bereich aktiver Forschung.

Physiker sind weiterhin auf der Suche nach Antworten, insbesondere nach der jüngsten Aufrüstung des LHC, die intensivere Kollisionen ermöglicht. Die Studie wurde in den Physical Review Letters veröffentlicht und öffnet neue Kapitel in der faszinierenden Welt der Teilchenphysik.

97 Ansichten1 Kommentar

Aktuelle Beiträge

Alle ansehen

1 Comment


Muster Mann
Muster Mann
Dec 31, 2023

Guten Morgen ich möchte hier meine Sichtweise auf dieses Phänomen darlegen.

Was, wenn das Higgs-Boson gar kein Teilchen ist?

Die Materie besteht in ihrere Essenz aus Informationen. Das heißt dass zugrunde allem Existierenden Information liegt. Wenn nun physikalische Umstände enstehen, welche Materie in einer Weise "verändern", dass sie nicht mehr existieren kann, enstehen Informationscluster, welche sich in Sekundenbruchteile auflösen (da sie kein Lebensprogramm mehr hat). Das ist meiner Meinung das Higgs-Boson. Genau dasselbe geschieht auch beim schwarzen Loch.

Also meiner Meinung sind Higgs Bosons Informationscluster ohne Lebensprogramm und es ist dasselbe Phänomen wie wir beim schwarzen Loch sehen. Es geschieht ein Abwurf der Information und die Materie verschwindet.

Like
bottom of page