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Teilchenphysik: »Higgs bekam Panik, dass sich sein Leben verändern würde«

Vor zehn Jahren wurde die Entdeckung des Higgs-Teilchens am CERN bekannt gegeben. Benannt ist es nach seinem gedanklichen Vater Peter Higgs. Sein Biograf Frank Close spricht im Interview über den scheuen Nobelpreisträger.
Nobelpreisträger Peter Higgs steht vor dem Foto eines Teilchendetektors
Der Physiker und Nobelpreisträger Peter Higgs steht vor dem Foto eines der Detektoren des Large Hadron Collider in Genf. Vor zehn Jahren wurde dort das von ihm vorhergesagte Higgs-Boson entdeckt.

Vor zehn Jahren, am 4. Juli 2012, gaben Wissenschaftler eine der bedeutendsten Entdeckungen der Physik bekannt: das Higgs-Boson, das bis dahin fehlende Element im Standardmodell der Teilchenphysik. Das mit dem Teilchen verbundene Higgs-Feld ist dafür verantwortlich, allen anderen Teilchen Masse zu verleihen und so die Struktur von Galaxien, Sternen und Planeten zu schaffen, die das Universum definieren und unsere Spezies ermöglichen. Entdeckt wurde es mit Hilfe des Large Hadron Collider (LHC) am CERN in der Nähe von Genf, vorhergesagt hatte es einst der Physiker Peter Higgs.

Doch so wissenschaftlich aufregend die Entdeckung auch war, sie drängte den pressescheuen Peter Higgs ins Licht der Öffentlichkeit. Als er im Jahr 2013 den Nobelpreis für Physik erhielt, verließ Higgs sein Haus in Edinburgh und übernachtete am Tag der Bekanntgabe in einem Pub am anderen Ende der Stadt, damit das Preiskomitee ihn nicht erreichen konnte. Der Physiker Frank Close erzählt die Geschichte von Higgs in seinem neuen Buch »Elusive: How Peter Higgs Solved the Mystery of Mass«. Im Interview spricht Close über den Mann, mit dem alles begann, das Teilchen und die langjährige Suche danach.

»Scientific American«: Ihr Buch trägt den Titel »Elusive«. Sicherlich war das Higgs-Boson selbst schwer zu fassen und hat die Physiker Jahrzehnte und viele Milliarden Dollar gekostet, um es zu finden. Aber auch der Mensch Peter Higgs entpuppt sich in Ihrem Buch als eine schwer fassbare Person.

Frank Close | Der britische Teilchenphysiker leitete von 1997 bis 2000 die Öffentlichkeitsarbeit am CERN. Er hat bereits verschiedene populärwissenschaftliche Bücher über Teilchenphysik und Kosmologie geschrieben.

Frank Close: Einer der größten Schocks während des Interviews war der Moment, als er sagte, die Entdeckung des Bosons habe »sein Leben ruiniert«. Ich dachte: »Wie kann es dein Leben ruinieren, wenn du wunderschöne Theorien entwickelt hast und sich dann herausstellt, dass du auf mysteriöse Weise den Puls der Natur berührt hast und alles, woran du je geglaubt hast, sich als richtig erweist? Wenn du dafür auch noch einen Nobelpreis gewonnen hast? Wie können diese Dinge zum Ruin führen?« Er sagte: »Meine relativ friedliche Existenz war zu Ende. Mein Stil ist es, in Isolation zu arbeiten und gelegentlich eine glänzende Idee zu haben.« Er ist ein sehr zurückhaltender Mensch, der nun ins Rampenlicht geschoben wurde. Das ist der Grund, warum Peter Higgs als Person für mich immer noch schwer fassbar ist, obwohl ich ihn seit 40 Jahren kenne.

Sie zitieren Higgs mit den Worten, diese Idee sei »die einzige wirklich originelle Idee, die ich je hatte«. Glauben Sie, dass das stimmt?

Peter Higgs | Der theoretische Teilchenphysiker und Nobelpreisträger wurde am 29. Mai 1929 in Newcastle upon Tyne, England, geboren. Er sagte im Jahr 1964 die Existenz des Higgs-Bosons vorher.

Ja, das stimmt. Aber wie viele von uns können von sich behaupten, auch nur eine einzige wirklich brillante Idee gehabt zu haben? Bei ihm dagegen besteht kein Zweifel daran. In der Physik neigen die Leute, die wirklich große Dinge getan haben, meist dazu, viele weitere große Dinge zu tun. Higgs ist insofern einzigartig, als dass es nur dieses einzige Mal vorgekommen ist. Es ist leicht, dies als Glück abzutun – und natürlich war Glück im Spiel. Aber wenn man zur richtigen Zeit am richtigen Ort ist, muss man es dennoch erkennen. Higgs hat zwei bis drei Jahre lang versucht, ein konkretes Problem zu verstehen. Und weil er diese harte Arbeit geleistet hatte und immer noch dabei war, sein Verständnis jenes grundlegenden Konzepts zu vertiefen, hatte Higgs zufällig die Antwort, als eine Arbeit auf seinem Schreibtisch auftauchte, in der eine verwandte Frage gestellt wurde. Manchmal sagt er: »Ich bin vor allem für drei Wochen meines Lebens bekannt«. Ich sage: »Ja, Peter, aber du hast dich zwei Jahre lang auf diesen Moment vorbereitet.«

Die Entdeckung des Higgs-Bosons geschah fast 50 Jahre nach Higgs’ Vorhersage, und er sagte, er hätte nie erwartet, dass es zu seinen Lebzeiten gefunden würde. Was bedeutete es für ihn, als das Teilchen endlich entdeckt wurde?

Er sagte mir, er habe Erleichterung verspürt, dass die Existenz tatsächlich bestätigt wurde. In dem Moment wusste er, dass es [das Teilchen] wirklich gibt, und er war zutiefst berührt, dass die Natur so ist wie in seiner Theorie vorhergesagt – direkt danach bekam er Panik, dass sich sein Leben verändern würde.

Warum war Higgs’ Entdeckung so wichtig?

Weil wir nun wissen, dass Masse nicht etwas ist, das den Teilchen innewohnt. Sie ist ein Ergebnis des gesamten Kosmos. Das kommt daher, dass es da draußen ein seltsames Feld gibt, das das tut. Der kontraintuitive Aspekt dabei ist, dass das Vakuum im All, wenn es aus absolut nichts bestünde, weniger stabil wäre, als wenn man es mit diesem mysteriösen Zeug füllt, das wir das Higgs-Feld nennen. Das ist so widersinnig, dass ich mich frage, ob das womöglich der Grund ist, warum es so lange gedauert hat, bis diese Idee überhaupt aufkam. Und jetzt wissen wir auch noch, dass sie wahr ist. Die meisten Menschen haben schon vom elektromagnetischen Feld gehört. Wenn man einem elektromagnetischen Feld Energie zuführt, kann man es dazu anregen, Photonen auszusenden. In ähnlicher Weise gibt es etwas, das wir nun das Higgs-Feld nennen. Wenn wir diesem Feld genügend Energie zuführen, können wir es im Prinzip ebenfalls anregen und Higgs-Bosonen erzeugen. Das Higgs-Boson und das Higgs-Feld sind mit den Photonen und dem elektromagnetischen Feld vergleichbar. Wenn man jedoch ein Streichholz anzündet, entstehen Millionen von Photonen, um aber ein einziges Higgs-Boson zu erzeugen, muss man 125 Milliarden Elektronenvolt auf einen Punkt konzentrieren. Und genau das hat man am LHC getan. Das ist der Grund, warum wir seit 100 Jahren über Photonen Bescheid wissen und erst kürzlich das Higgs-Boson gefunden haben.

»Diese Entdeckung war ein bahnbrechender Moment in der menschlichen Geschichte«(Frank Close, Physiker)

Die Entdeckung des Higgs-Bosons ist nun schon 10 Jahre her, und einige Leute beklagen, dass es seither keine ähnlich aufregende Entdeckung am LHC mehr gegeben hat. Sind Sie darüber ebenfalls enttäuscht?

Diese Entdeckung war ein bahnbrechender Moment in der menschlichen Geschichte. Es ist eine, die neben der Entdeckung des Rutherford-Atoms und des Atomkerns stehen wird. Es ist die Entdeckung, dass wir umgeben sind von dieser geheimnisvollen Substanz, dem Higgs-Feld, das letztlich zur Struktur des Universums führt. Wer erwartet, dass andere Entdeckungen seither diesem Standard hätten entsprechen können, verkennt, wie tief greifend diese war.

Wie sind die Aussichten für die nächsten zehn Jahre am LHC?

Die Entdeckung des Higgs-Bosons war wie die Besteigung eines Bergs. Als Higgs seine Arbeit machte, wussten wir nicht einmal, wo das Gebirge lag oder wie hoch es sein könnte. Das Standardmodell der Teilchenphysik existierte noch nicht. Es gab eine vage Vorstellung davon, dass es irgendwo auf diesem Gipfel ein Higgs-Boson geben würde, das der Beweis dafür wäre, dass diese ganze Struktur existiert. In den späten 1990er Jahren hatten wir dann eine Vorstellung davon, wie hoch der Berg war. Und erst 2012 haben wir diesen Gipfel endlich erklommen. Jetzt gehen wir auf der anderen Seite des Berges hinunter, über die Ebenen, und sie erstrecken sich bis zur Planck-Skala [die unterste Grenze für die Anwendbarkeit der bekannten Gesetze der Physik]. Wenn wir richtigliegen, gibt es irgendwo da draußen andere Gebirgszüge, in denen Teilchen der Supersymmetrie oder der dunklen Materie existieren. Aber wir haben keine klare Vorstellung davon, wie weit man über die Ebene reisen muss, um diese neuen Gebirgszüge zu sehen. Das ist der Unterschied zwischen dem, wo wir jetzt stehen, und dem, wo wir in den letzten Jahrzehnten waren. Wir haben keine eindeutige Grundlage, um abschätzen zu können, wie weit wir gehen müssen. Es ist eben nur schwer zu fassen.

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