Das von dem Standardmodell der Elementarteilchenphysik postulierte Higgs-Boson existiert womöglich nicht. Zu diesem niederschmetternden Ergebnis kommen Wissenschaftler des Europäischen Kern- und Elementarteilchenzentrums CERN bei Genf nach einer einjährigen Analyse von Experimenten aus fünf Jahren. Das berichtet der “New Scientist” in seiner Online-Ausgabe. Die Forscher hatten gehofft, das Higgs-Boson mittels Zusammenstößen von Elektronen und Positronen hoher Energie zu finden. Die Nichtexistenz des Bosons würde die Masse der Elementarteilchen unerklärt lassen und sogar das Standardmodell der Elementarteilchenphysik in Frage stellen.
Ein internationales Team von Teilchenphysikern hat in den vergangenen fünf Jahren in einer Vielzahl von Experimenten nach Hinweisen auf die Existenz des so genannten Higgs-Bosons gesucht. Die Forscher benutzten am CERN den Teilchenbeschleuniger LEP (large electron positron collider), um energiereiche Elektronen und Positronen aufeinanderzuschießen. Die dabei frei werdenden Energien von bis zu 115 Gigaelektronenvolt hätten den Hoffnungen der Wissenschaflter nach zur Enstehung des bei einer Energie von 80 Gigaelektronenvolt vermuteten Higgs-Bosons ausreichen sollen. Massen werden in der Elementarteilchenphysik in Einheiten von Energieequivalenten angegeben. Ein Elektron beispielsweise hat eine Ruhemasse von ungefähr einem halben Megaelektronenvolt.
Der negative Ausgang der Experimente lässt nach Aussagen des an den Experimenten beteiligten Forschers Steve Reucroft von der Northeastern Universität (USA) die Existenz des Higgs-Bosons immer unwahrscheinlicher werden. Dies wäre ein schwerer Schlag für das Standardmodell der Elementarteilchenphysik.
Obwohl das Standardmodell eine Vielzahl von Phänomenen der Kern- und Elementarteilchenphysik erfolgreich erklären kann, macht es keine Aussage über das Zustandekommen der Masse der Elementarteilchen. Der Physiker Peter Higgs von der Universität von Edinburgh in Schottland hatte daher in den sechziger Jahren ein universelles und später nach ihm benanntes Feld postuliert, das den gesamten Raum durchdringt und den Elementarteilchen ihre Masse gibt: das Higgs-Feld.
Elementarteilchen wechselwirken mit dem Feld durch den Austausch von Feldquanten, den Higgs-Bosonen. Die vermutete Energie dieser Teilchen von 80 Gigaelektronenvolt war allerdings für damalige Verhältnisse viel zu hoch, um in Experimenten beobachtet werden zu können.
Im Gegensatz dazu können die modernsten Teilchenbeschleuniger in heutiger Zeit Teilchen auf Energien von mehr als 100 Gigaelektronenvolt beschleunigen. Daher ist es für viele Elementarteilchenphysiker niederschmetternd, dass das Higgs-Boson immer noch nicht gefunden worden ist. Neue Hoffnungen richten sich nun auf den Large Hadron Collider, der im Jahre 2007 am CERN in Betrieb gehen und Elementarteilchen mit noch höheren Energien aufeinanderprallen lassen soll. Ob dies allerdings zum Nachweis des Higgs Bosons führen kann, ist fraglich. Vielleicht existiert es gar nicht.
Stefan Maier
