Quantengravitation: Vom Higgs-Teilchen zur Weltformel

Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Quantengravitation: Vom Higgs-Teilchen zur Weltformel

Das Higgs-Boson, das Physiker letztes Jahr am Großbeschleuniger LHC gefunden haben, komplettiert das Standardmodell der Teilchenphysik. Der experimentelle Erfolg bestätigt vor allem auch die Theoretiker, die das Partikel lange vorausgesagt haben. Lässt der LHC auch Fortschritte bei der Stringtheorie erhoffen?

Dieter Lüst

© Jbourjai / Calabi-Yau-Mannigfaltigkeit / public domain (Ausschnitt)

Der 4. Juli 2012 war ein denkwürdiger Tag für die Elementarteilchenphysik. Bei einem eigens anberaumten Seminar verkündeten die Sprecher der beiden Großexperimente ATLAS und CMS am europäischen Teilchenforschungszentrum CERN die lang ersehnte und von vielen Physikern erwartete Entdeckung des Higgs-Teilchens. Zahlreiche Zuhörer hatten die ganze Nacht vor dem großen Hörsaal verbracht, um das für die Physik so wichtige Ereignis persönlich zu erleben. Auch der theoretische Physiker Peter Higgs, der Namensgeber und einer der "Erfinder" des Teilchens, war unter den Zuhörern und wurde mit riesigem Applaus begrüßt.

Obgleich einige wichtige Eigenschaften des neuen Teilchens noch nicht experimentell ausgemessen sind – das wird noch Monate oder gar Jahre dauern –, sind die meisten Teilchenphysiker doch sicher, dass es sich dabei um das von Peter Higgs vorhergesagte Boson handelt. Es verleiht den meisten anderen Elementarteilchen ihre Massen und ist der letzte Baustein im Standardmodell der Teilchenphysik, das höchst erfolgreich fast alle Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen ...

Download (Abo)

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Von der Entropie zur Quantengravitation

Die Verbindung von Schwerkraft und Quanten ist ein zentrales Rätsel der Physik. Die Informationstheorie liefert Antworten – und vielleicht den Schlüssel zur Quantengravitation. Außerdem: Eine Revolution des Bauens? Carbonbeton benötigt im Vergleich zu Stahlbeton nur einen Bruchteil des Materials.

Sterne und Weltraum – Raumzeit: Experimente zur Quantennatur

Die Relativitätstheorie Albert Einsteins ist das Meisterwerk zur Beschreibung der Schwerkraft. Seit Jahrzehnten steht aber die Frage im Raum, ob die Gravitation auf submikroskopischen Längenskalen modifiziert werden muss. Gibt es quantenhafte Austauschteilchen, die Gravitonen? In unserem Titelbeitrag stellen wir Überlegungen vor, wie man experimentell eine Quantennatur der Raumzeit testen könnte. Im zweiten Teil unseres Artikels zur Urknalltheorie beleuchten wir alternative Ansätze zur Dunklen Energie: das Local-Void- und das Timescape-Modell. Außerdem: Teil zwei unserer Praxistipps für die Astrofotografie mit dem Smartphone – Mond und Planeten im Fokus, die Ordnung im Chaos des Dreikörperproblems und woher stammen erdnahe Asteroiden?

Spektrum der Wissenschaft – Eine Theorie von allem: Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen?

Lassen sich Quantenphysik und Schwerkraft vereinen? In der aktuellen Ausgabe der PMT haben wir Beiträge für Sie zusammengestellt, in denen Forscherinnen und Forscher über die Ergebnisse ihrer Suche nach einer fundamentalen Theorie unserer Welt berichten. Entstanden ist eine erkenntnisreiche Sammlung an Beiträgen über die Quantennatur der Raumzeit, denkbaren Experimenten zum Nachweis von Gravitonen, Schwarzen Löchern, der Theorie der Quantengravitation, teleparalleler Gravitation und vielem mehr. Lesen Sie, welche Fortschritte es in den letzten Jahren gab, die Gesetze der Quantenwelt mit den geometrischen Konzepten von Raum und Zeit zu vereinigen, und welche Hürden dabei noch zu überwinden sind.

Quellen und Literaturhinweise

Anchordoqui, L. A. et al.: LHC Phenomenology and Cosmology of String-Inspired Intersecting D-Brane Models. http://arxiv.org/abs/1206.2537v2, 22. August 2012

Anchordoqui, L. A. et al.: Vacuum Stability of Standard Model++. http://arxiv.org/abs/1208.2821v2, 23. Januar 2013

Blumenhagen, R. et al.: Four-Dimensional String Compactifications with D-Branes, Orientifolds and Fluxes. http://arxiv.org/abs/hep-th/0610327v3, 19. April 2007

Lüst, D. et al.: The LHC String Hunter’s Companion. http://arxiv.org/abs/0807.3333v2, 29. Juli 2008

Lüst, D.: Quantenfische: Die Stringtheorie und die Suche nach der Weltformel. C.H.Beck, München 2011 (Rezension)
Populärwissenschaftlich und gut verständlich, allerdings noch vor dem Higgs-Fund verfasst

Schreiben Sie uns!

2 Beiträge anzeigen

Beitrag darf veröffentlicht werden

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!