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Teilchenphysik: Präzisionsmessung deutet auf leichteres Higgs-Partikel

Eine hochpräzise Masse-Bestimmung des W-Bosons am Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) legt eine geringere Masse des bisher unentdeckten Higgs-Bosons nahe.

Detektor | Der 6000 Tonnen schwere Partikeldetektor des Tevatron analysiert die Teilchen, die während der Proton-Antiproton-Kollisionen entstehen.
Im Tevatron, dem zurzeit weltweit energiereichsten Beschleuniger, analysierten die Forscher Kollisionen zwischen Protonen, den Kernen von Wasserstoff-Atomen, und ihren Antiteilchen. Die Zusammenstöße führen zu zahlreichen subatomaren Prozessen und lassen unter Hunderten von Partikeln auch das W-Boson entstehen, das Trägerteilchen der schwachen Kernkraft. Die Masse des W-Bosons wurde jetzt in der bislang präzisesten Einzelmessungen auf 80,413 GeV/c² mit einer Genauigkeit von 0,06 Prozent bestimmt. Anhand physikalischer Modelle hat man daraus eine obere Grenze für die Masse des hypothetischen Higgs-Bosons berechnet, die mit 153 GeV/c² niedriger liegt, als die bisher angenommenen 166 GeV/c².

Das Higgs-Boson ist ein im physikalischen Standardmodell vorhergesagtes Wechselwirkungs-Teilchen, das jedoch als einziges noch nicht nachgewiesen werden konnte. Während die anderen Bosonen, wie das Photon, das Gluon, sowie das W- und Z-Boson die elektromagnetischen und die Kern-Kräfte vermitteln, wird das Higgs-Boson für die Teilchenmassen verantwortlich gemacht. Zugleich soll es das massereichste Boson darstellen, und kann deshalb nur in sehr hochenergetischen Kollisionen erzeugt werden.

Obwohl die Energien, die im Tevatron erzeugt werden können, für eine Entdeckung des Higgs-Teilchens ausreichen müssten, blieb der Erfolg bisher aus. Forscher am europäischen Kernforschungszentrum CERN hoffen, mit dem neuen Teilchenbeschleuniger LHC endlich die nötigen Kollisions-Energien zu erreichen. Nach Planung soll der dann energiereichste Beschleuniger noch dieses Jahr in Betrieb gehen. (vs)

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