Higgs-Boson, ein hypothetisches ►Elementarteilchen, welches für die Wechselwirkung materieller Teilchen mit dem ebenfalls hypothetischen Higgs-Feld verantwortlich ist.

Die Existenz des Higgs-Boson hängt mit der Frage zusammen, warum die Bestandteile der Materie - und damit auch alle Dinge in unserer Welt - überhaupt eine Masse haben. Es gibt nämlich auch masselose Teilchen, z.B. Lichtteilchen oder - vielleicht - Neutrinos (s. übernächstes Rätsel). Das ►Standardmodell der Physik erklärt die Teilchenmassen durch die Theorie vom Higgs-Feld. Dieses Kraftfeld  hat eine unendliche Ausdehnung und durchdringt gleichmäßig das gesamte Universum. Die Massen der Elementarteilchen kommen erst durch ihre Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld zustande. Wie kann man sich diesen Mechanismus vorstellen?

Das Angelina-Feld

Hierzu versetzen Sie sich auf eine typische Cocktailparty. Die Gäste sind gleichmäßig im Raum verteilt und unterhalten sich in kleinen Grüppchen. Da öffnet sich die Tür, und Angelina Jolie durchquert den Raum. In ihrer Umgebung scharen sich die Gäste um sie, verteilen sich aber wieder im Raum, sobald sie vorübergeschritten ist. So bewegt sich eine Menschentraube wechselnder Zusammensetzung mit Angelina durch den Raum. Aufgrund der Menschentraube hat Angelina im Partyraum eine wesentlich größere Masse und würde zum Stoppen oder Beschleunigen entsprechend länger brauchen. Man kann es auch so ausdrücken: Angelina bewirkt in der Gästeverteilung eine lokale Störung, die zu ihrer Masse beiträgt.

Nach der Higgs-Theorie bewirken schwere Teilchen eine lokale Störung des Higgs-Feldes, die den Raum krümmt und Beschleunigungskräfte sowie gegenseitige Anziehung erzeugt. Wie kann man nun diese Theorie überprüfen? Das Higgs-Feld kann man nicht direkt messen, da es überall im Universum gleich stark sein muss. Andernfalls hätten Dinge in verschiedenen Regionen des Universums unterschiedliche Massen. Zu jedem Kraftfeld gehört jedoch ein Austauschteilchen, ein ►Boson, welches die Wechselwirkung des Felds mit anderen Teilchen vermittelt. Das Boson des elektromagnetischen Feldes etwa ist das Photon, das Lichtteilchen - und das Boson des Higgs-Feldes ist eben das Higgs-Boson.

Es geht also nun darum, ein solches Higgs-Boson zu erzeugen und nachzuweisen, um die Theorie vom Higgs-Feld zu überprüfen und der Ursache der Teilchenmassen genauer auf den Grund zu gehen. Leider sagt die Theorie voraus, dass das Higgs-Boson sehr schwer ist - etwa zweihundertmal schwerer als ein Wasserstoffatom. Daher braucht man sehr große Energien, um es zu erzeugen. Trotz mehrerer Spuren, die bisher in Beschleuniger-Experimenten auf die Existenz dieses Bosons hindeuten, konnte man es noch nicht direkt nachweisen. Seine Masse muss mehr als 115000 MeV betragen, um die bisherigen negativen Suchergebnisse zu erklären. Auch hier setzen Physiker große Hoffnungen auf den LHC-Teilchenbeschleuniger, mit dem man ab Mitte 2008 auf die Suche nach Higgs-Bosonen gehen will.

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