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Das Wichtigste in Kürze

Überblick

  • Für nahezu alle bekannten Teilchen lässt sich eine spezifische Masse ausmachen; die schwersten subatomaren Teilchen sind das Top-Quark und die Austauschteilchen der schwachen Kernkraft, die etwa der Masse beziehungsweise der halben Masse eines Goldatoms entsprechen.
  • Schon in den 1960er Jahren stellte der schottische Forscher Peter Higgs eine Theorie auf, was Masse ist und wie sie entsteht. Kern seiner Theorie sind die subatomaren Higgs-Teilchen.
  • Der Higgs-Mechanismus erlaubt es, den elementaren Bausteinen der Materie (Elektronen und Quarks) und den Kraftteilchen eine effektive Masse zu geben, und trotzdem die Standardtheorie der Teilchenphysik selbstkonsistent zu bewahren.
  • Doch auch wenn das Higgs-Teilchen die Standardtheorie stärkt, so verlangt sie in letzter Konsequenz ein weiteres Teilchen: das Higgs-Boson. Dieses Elementarteilchen tritt als energetische Anregung des Higgs-Teilchens auf.
  • Teilchenphysiker aus aller Welt sind überzeugt, dass es das Higgs-Teilchen geben muss. Doch bislang sind alle Experimente zur Ortung fehlgeschlagen.
  • Das Problem: das Higgs-Teilchen ist als solches nicht zu fassen. Denn im Moment seiner Entstehung zerfällt es auch schon wieder in so genannte „Sekundärteilchen“. Nur über diese kann das Higgs-Teilchen indirekt auch identifiziert werden.
  • Um der Phantom-Teilchen habhaft zu werden, wurde das ATLAS-Experiment am Teilchenbeschleuniger LCH am CERN entwickelt. Bereits seit Beginn der 1990er Jahre arbeiten dort hunderte Wissenschaftler an dem Nachweis der Higgs-Teilchen.
  • In den großen Experimenten am LHC werden sich zukünftig 40 Millionen mal pro Sekunde zwei Pakete aus jeweils 100 Milliarden Protonen durchkreuzen. Erfüllt der Beschleuniger diese Anforderungen, so wird etwa einmal pro Minute ein nachweisbares Higgs-Teilchen erzeugt.
  • Mithilfe eines ausgeklügelten Filtersystems sollen aus den rund eine Milliarde Kollisionen pro Sekunde die Higgs-Ereignisse ausfindig gemacht werden.
  • Zum Jahreswechsel 2007/2008 wird der Teilchenbeschleuniger in CERN in Betrieb gehen und leistungsstärker sein als alle Vorgängermodelle. Mit ihm soll nun endlich die Ortung des Higgs-Partikels gelingen – und die Jagd nach 40 Jahren endlich ein gutes Ende nehmen.
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Stand: 13.04.2007

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Das Mysterium der Masse
Die Suche nach dem Higgs-Teilchen

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Materie ohne Masse?
Das Problem mit den Elementarteilchen

Higgs für Dummies
Über die Zähflüssigkeit des Äthers und den Reibungskoeffizenten

Exkurs: Von Quarks und Higgs-Bosonen
Das Standardmodell in der ‚Nussschale’

Wo ist das ‚Teilchen Gottes’?
Suche nach dem Higgs-Boson mit ATLAS am LHC

Forscher auf Phantom-Safari
Mit Zuversicht auf der Jagd nach den Higgs-Teilchen

Spreu vom Weizen trennen
Vom Problem, die richtige Kollision ausfindig zu machen

Simulation und Wirklichkeit
Vorfreude auf physikalisches Neuland

Higgs entdeckt – was nun?
Zukünftige Rätsel der Teilchenphysik

„Nadel im Heuhaufen der ATLAS-Daten“
Markus Schumacher im Interview

Diaschauen zum Thema

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