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Von: Dennis L.
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Higgs-Boson zerfällt in Quarks

Die theoretischen Voraussagen gab es schon länger - jetzt ist das Verhalten des Higgs-Bosons endlich beobachtet worden. Der Teilchenbeschleuniger LHC des CERN hat die Beobachtung der Zerfälle in Quarks ermöglicht.

Physiker am CERN weisen den Zerfall von Higgs-Bosonen in Quarks nach.
© ATLAS Collaboration / CERN

Genf (Schweiz). Wissenschaftler im eidgenössischen CERN haben zum ersten Mal die theoretisch häufigste Zerfallsform des Higgs-Bosons in Quarks nachgewiesen. Die renommierten Physiker der weltweit anerkannten Institution beobachteten den Zerfall des Teilchens in zwei Bottom-Quarks, Bis dato war dieser Vorgang in erster Linie graue Theorie. Jetzt steht die Wandlung in zwei fundamentale Bausteine der Materie fest. Theoretische Annahmen gab es längst, die Kurzlebigkeit wurde aber bis dato nicht ausreichend dargelegt. Jetzt haben die Forscher einen Beleg für eine zukunftsweisende Erkenntnis.

Im ATLAS-Detektor des LHC konnten die Koryphäen den Zerfall eines Higgs-Bosons in zwei Bottom-Quarks miterleben - genau an jener Institution, wo bereits im Jahr 2012 das lange Zeit postulierte Higgs-Boson entdeckt wurde. Besonders bedeutend ist dies deshalb, weil man jetzt weiß, warum die Elementarteilchen überhaupt eine Masse haben.

Eine Frage geklärt, unzählige weitere gilt es nun anzugehen: Denn noch muss geklärt werden, ob es wirklich dem etablierten Standardmodell entspricht. Möglich wäre, dass es sich um nur eines von mehreren Teilchen handelt. In jeden Fall dürften die Wechselwirkungen unendlich spannend sein.

Bis dato sind durchaus Zerfälle in andere Bosonen und Leptonen belegt, die theoretisch häufigste Form konnten die Experten aber nicht belegen, auch wenn sie an sich in 58 Prozent der Fälle auftreten sollten. Das Puzzle nimmt ein wenig mehr Form an.

Der Beleg für die Wechselwirkung mit Materie klärt auch die Häufigkeit eines derartigen Zerfalls bzw. die extreme Kurzlebigkeit. Allerdings entstehen die Bottom-Quarks im Teilchenbeschleuniger unter anderem als Zerfallsprodukte diverser anderer Ausgangsteilchen, was eine Identifizierung der Menge an vom Higgs stammenden Quarks extrem schwierig macht.

Eine wichtige Erkenntnis ist ein konkreter Hügel in den Zerfallskurven. Eine Abweichung überlappte sich endlich mit den Erwartungen. Auch wenn die Erkenntnis streng betrachtet keine völlige, sondern nur eine relative Sicherheit bedeutet, sind sich die Spezialisten einig, den Bottom-Quark-Zerfall nun endlich ganz konkret dingfest gemacht zu haben. Schier unendliche weitere Erkenntnisse könnten bald folgen und das Weltbild, wie wir es heute kennen, nachhaltig verändern.

Spannende Zukunftsaussichten

Ein wichtiger, konkreter neuer Meilenstein bei der aufregenden Erforschung von Higgs-Eigenschaften, die in Erkenntnissen jenseits der heutigen Physik enden könnten. In greifbarer Nähe sind weitere Details über noch eine Art des Zerfalls, die sich in die Reihe der atemberaubenden neuen Fakten und Rahmenbedingungen einreiht. 
Zu den vielversprechenden Ansätzen zählen die Fortschritte in Sachen grundlegende Erforschung des Higgs, die im CMS-Detektor des LHJC beobachtet werden konnten.

So haben die Physiker des CERN etwa eine ganz konkrete weitere Form des Zerfalls von Higgs nun mit 59 Sigma bestätigt. Dabei zerfällt das Higgs-Boson in zwei Tau-Leptonen. Diese schwersten Verwandten eines Elektrons weisen nach, dass sich das Higgs-Boson auch an Leptonen koppeln kann, zeigen sich die Spezialisten in der renommierten Forschungseinrichtung überzeugt.

Viele weitere größere und kleinere Experimente sollen nun diese Erkenntnisse ausweiten.

Die Masse des Higgs-Bosons konnten nun im Übrigen weiter präzisiert werden und liegt bei 124,98 +/- 0,28 Gigaelektronenvolt.

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