Der Kitt des Universums Physiker finden Hinweis auf "Gottesteilchen"

Forscher am Europäischen Elementarteilchenzentrum Cern wollen starke Hinweise für die Existenz des sogenannten Higgs-Bosons gefunden haben. Dieses oft als "Gottesteilchen" bezeichnete Partikel suchen Physiker seit mehr als 30 Jahren.

Von Patrick Illinger

Große Entdeckungen geschehen nicht immer schlagartig. Und nicht immer ist ein glücklicher Zufall am Werk, so wie einst im Labor von Alexander Fleming, als er das Penicillin fand. Manchmal bahnt sich ein wissenschaftlicher Durchbruch quälend langsam an. Milliarden Euro werden für Experimente ausgegeben, jahrzehntelang werden Daten genommen, doch die Messgeräte zeigen nichts. Zweifler werden immer lauter, und irgendwann gibt es doch Hinweise auf eine Neuigkeit. Akribisch werden weitere Indizien zusammengetragen, bis eine statistische Schwelle überschritten ist, die einen Zufall zu mehr als 99 Prozent ausschließt. Aber ganz sicher, absolut frei von Zweifel, ist die Sache auch dann noch nicht.

In diesem Zustand befindet sich eine Entdeckung, über die Physiker des Forschungszentrums Cern am kommenden Dienstag berichten werden. Es geht um das berühmt gewordene Higgs-Partikel, oft als "Gottesteilchen" bezeichnet, das Physiker seit mehr als 30 Jahren suchen. In energiereichen Protonenkollisionen an dem 27 Kilometer umfassenden Beschleunigerring LHC meinen die Cern-Forscher, klare Hinweise auf dieses ominöse Higgs-Boson gefunden zu haben, wie es die Fachwelt nennt.

Dies wäre nicht nur ein weiterer Baustein im großen Legokasten der modernen Teilchenphysik. Es wäre jenes Zauberpartikel, das allen Bausteinen des Universums ihre charakteristische Masse verleiht. Ohne dieses Partikel, das der schottische Physiker Peter Higgs bereits in den 1960er Jahren erdacht hat, bliebe unerklärlich, warum alle bekannten Elementarteilchen, die Quarks (aus denen Atomkerne bestehen) und Leptonen (zu denen das Elektron gehört), so unterschiedlich massereich sind. Sollte das Higgs-Partikel tatsächlich im Beschleuniger des Cern aufgetaucht sein, wäre das eine der größten Entdeckungen, die je in der Physik gemacht wurden.

So gesehen klingt die Einladung des Cern-Chefs Rolf Heuer an die Vertreter der Presse zurückhaltend, ja fast beschwichtigend. Lediglich von einem "Update" zum Thema Higgs-Suche an den Detektoren ist die Rede. Dabei sind weltweit führende Physiker bereits unterwegs nach Genf, wo das Cern als größtes ziviles Forschungszentrum der Welt seinen Sitz hat.

Schon im Sommer dieses Jahres berichteten die Forscher von Hinweisen auf das Higgs-Teilchen. Doch die Messwerte genügten nicht, um einen statistischen Zufall auszuschließen. "Die damaligen Andeutungen haben sich nun verfestigt", sagt Siegfried Bethke, Direktor am Münchner Max-Planck-Institut für Physik, der an den Cern-Experimenten maßgeblich beteiligt ist. Von einer Entdeckung will aber auch er noch nicht sprechen, dafür müsste ein statistischer Zufall zu 99,999 Prozent ausgeschlossen werden. Aber dieser Schwelle sei man "aufregend nahe", sagt Bethke.

Die Teilchenkollisionen in der großen Protonenkanone am Cern müssten an sich mehr als genug Energie haben, um Higgs-Teilchen zu erzeugen - so es sie überhaupt gibt. Das Problem liegt eher in dem gewaltigen Wust aus Partikeln, der jedes Mal entsteht, wenn die Protonen - das sind nackte Wasserstoffatomkerne - mit der am Cern üblichen Wucht aufeinander geschossen werden. Wie aus einem kleinen Urknall stieben Partikelschauer sternförmig auseinander. Aus diesen Teilchenfeuerwerken müssen die Physiker mit aufwendigen Computeranalysen jene Ereignisse herausfiltern, bei denen ein Higgs-Boson entstanden sein könnte.

Derzeit zeigt sich, dass einige der für Higgs-Bosonen typischen Sekundärteilchen häufiger auftreten, als es in einem Universum ohne Higgs-Boson der Fall wäre. Die Häufung lässt darauf schließen, dass das "Gottesteilchen" etwa die 120 bis 140fache Masse eines Protons haben muss. Sollte sich das bestätigen, könnten die Physiker endlich erklären, warum alle Bausteine des Universums so unterschiedliche Massen haben.

Den Mechanismus, mit dem das Higgs-Boson anderen Teilchen eine Masse verleiht, vergleichen Physiker gelegentlich mit einem Ballsaal voller Menschen, die zunächst gelangweilt und gleichmäßig verteilt herumstehen. Streut man nun ein Gerücht in die Menge, so bilden sich plötzlich Grüppchen, angezogen davon, die Neuigkeit zu erfahren. Ein an sich gestaltloses Element wie ein Gerücht vermag somit reale Materie, in diesem Fall Menschen, punktuell zu verdichten. So ähnlich stellen sich Physiker die Wirkung des Higgs-Teilchens auf die Welt der Elementarteilchen vor. Dass es sich beim Higgs indes nicht nur um ein Gerücht handelt, könnte sich am Dienstag zeigen.