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Das Higgs Boson

WIKIPEDIA-Stand 6.3.2011: “Das Higgs-Boson ist für die Teilchenphysik vor allem deshalb so wichtig, weil es – bisher – die einfachste bekannte und experimentell konsistente Erklärung dafür ist, wie die Eichbosonen, die die Grundkräfte vermitteln, eine Masse haben können – denn die grundlegende Theorie erfordert masselose Eichbosonen, da sie ansonsten mathematisch nicht funktioniert. Die Eichbosonen der schwachen Kraft, die W- und Z-Bosonen, haben aber sogar eine recht große Masse (≈ 80 bzw. ≈ 91 GeV/c²). Der Higgs-Mechanismus erklärt nun, wie die eigentlich masselosen Eichbosonen durch Wechselwirkung mit dem Higgsfeld doch eine Masse erhalten können. Weiter gelingt so die Vereinheitlichung von elektromagnetischer und schwacher Wechselwirkung, da beide auf nur eine, grundlegende „elektroschwache“ Wechselwirkung mit (ursprünglich) lauter masselosen Eichbosonen zurückgeführt werden können.

Da sich viele spezielle Eigenschaften einer solchen elektroschwachen Wechselwirkung experimentell sehr gut bestätigt haben, gilt das Standardmodell mit einem Higgs-Teilchen als plausibel. Allerdings konnte bisher (Stand 2010) kein Higgs-Boson direkt beobachtet werden. Es ist damit das einzige Teilchen des Standardmodells, das experimentell noch nicht nachgewiesen werden konnte. Ursache dafür ist die sehr geringe Produktionsrate im Energiebereich bestehender Elementarteilchenbeschleuniger. Der in Betrieb befindliche Teilchenbeschleuniger Tevatron am Fermilab konnte das Higgs-Boson bisher nicht nachweisen, allerdings besteht noch die Hoffnung, einen Nachweis zu finden oder zumindest den erlaubten Parameterbereich signifikant einzuschränken.[8]

Auch durch den LEP am CERN konnte das Higgs-Boson nicht nachgewiesen werden. Daher kann die derzeitige experimentelle Untergrenze für die Masse des Higgs-Bosons mit 114,1 GeV/c² (2006) angegeben werden. Im März 2009 gab das Fermilab bekannt[9], dass das Segment von 160 bis 170 GeV aus dem bisher angenommenen Bereich von 114 bis 185 GeV wohl ausgeschlossen werden muss. Elementarteilchenphysiker hoffen, mit ATLAS und CMS, großenTeilchendetektoren am LHC-Beschleuniger (dem Nachfolgebeschleuniger des LEP am CERN), der seit dem 20. November 2009 wieder betrieben wird, das Higgs-Boson nachweisen zu können.”

Neueste Experimente am LHC zeigen nun, dass das Higgs-Teilchen der 4ten Generation wohl ausgeschlossen ist.

wwhiggs_Quelle

Die Forschung wird sich jetzt darauf konzentrieren, Higgs-Teilchen der 3ten Generation nachzuweisen. Die Wahrscheinlichkeit hierzu ist durchaus vorhanden, sofern das Standardmodell korrekt ist. Das Auffinden des Higgs Bosons 4ter Generation hätte das Verständnis zu einer bislang offenen Frage erleichtert:

Wenn bei der Entstehung unseres Universums Materie und Antimaterie gleichberechtig entstanden sind, wo ist dann die Antimaterie heute abgeblieben?

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