Direkt zum Inhalt

News: Entdecke die Möglichkeiten

Die Hundert ist immer ein Grund zu feiern. Dies gilt auch für die Physiker am Large Electron Positron Collider (LEP) am CERN in Genf, denn sie haben einen neuen Energierekord aufgestellt: Elektronen und Positronen wurden zum ersten Mal bis auf Energien von hundert Gigaelektronenvolt beschleunigt. Dies bedeutet nicht nur einen enormen technischen Erfolg, sondern auch die Aussicht auf neue Physik. Jetzt können die Forscher endlich in die Bereiche vorstoßen, in denen sie den sogenannten Higgs-Mechanismus vermuten, der Aufschluß über die Herkunft der Teilchenmassen bringen soll.
Fast genau zehn Jahre ist es nun her, daß die erste Teilchenkollision bei einem Experiment im 27 Kilometer-Beschleuniger am CERN stattfand. Seitdem stiegen die Teilchenstrahlenergien weiter an, so daß die Wissenschaftler eine Fülle von physikalischen Resultaten erzielen konnten. So wurden das Z0-Teilchen und die W-Teilchen, das sind die Eichbosonen für die schwache Wechselwirkung bei Strahlenergien von 80,5 bis 86 Gigaelektronenvolt (GeV)

Der Beschleuniger erhielt weiteren Auftrieb in den Jahren 1997 und 1998, in denen die Strahlenergie bis auf 92 bzw. 94,5 GeV gesteigert werden konnte. Dieses Jahr erreichte diese nun endlich Schlag auf Schlag die magische Marke von hundert Gigaelektronenvolt, was einer Kollisionsenergie von 200 GeV entspricht. Dafür mußten alle größeren Systeme – wie die Radiofrequenzanlagen, die Kühlungen und die Vakuumgeräte – deutlich verbessert werden und arbeiten nun teilweise weit über den Grenzbedingungen, für die sie ursprünglich ausgelegt worden waren. Der Grund für diese hochenergetische Eile war das permanente Verlangen der Wissenschaftler nach immer höheren Energien. Deshalb wurde die deutliche Verbesserung des LEP noch während seiner letzten Betriebsjahre vor der Konstruktion und Installation des Large Hadron Collider (LHC) vorgeschlagen.

Der stetige Anstieg der LEP-Energien ist vor allem durch die Suche nach dem sogenannten Higgs-Boson motiviert. Teilchenphysiker sind bislang nicht in der Lage, die Massen der fundamentalen Teilchen zu erklären. Gibt es einen Grund dafür, daß Quarks und Leptonen ihre besonderen Massen haben? Warum sind diese Massen über einen solch großen Bereich verteilt (so ist das Top-Quark 3,5millionenmal schwerer als das Elektron)? Und warum gibt es Teilchen mit Masse, während andere anscheinend masselos sind? Die derzeitige Antwort auf diese Frage erhoffen sich die Physiker vom "Higgs-Mechanismus", der für die Brechung der Symmetrie verantwortlich ist, die Elektromagnetismus und schwache Wechselwirkung vereint. Das an diesem Mechanismus beteiligte Higgs-Boson wird als verantwortlich dafür angesehen, daß Quarks und Leptonen aus der gleichen Teilchenfamilie unterschiedliche Massen besitzen. Man geht davon aus, daß Quarks und Leptonen bei sehr hohen Energien masselos sind. Bei niedrigeren Energien verleihen bestimmte Wechselwirkungen mit dem postulierten Higgs-Boson den Quarks und Leptonen ihre charakteristischen Massen.

Aufgrund präziser am LEP vorgenommener Messungen sagen die Wissenschaftler für die Masse des Higgs-Boson innerhalb des Standard-Modells einen Wert von etwa 109 GeV voraus. Jetzt kann der Beschleuniger die erforderlichen Bedingungen für einen Test der Vorhersagen bereitstellen. Die Physiker an jedem der vier LEP-Experimente DELPHI, ALEPH, L3 und OPAL sind nun eifrig mit der Analyse der Daten auf der Suche nach neuer Physik beschäftigt.

Siehe auch

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Quellen

Partnerinhalte