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Higgs-Boson genauer entschlüsselt

CERN: Eigenschaften decken sich laut Studien mit Prognosen des Standardmodells der Teilchenphysik


Arbeit am CERN: Neue Eigenschaften von Higgs-Boson aufgedeckt (Foto: Anna Pantelia, cern.ch)
Arbeit am CERN: Neue Eigenschaften von Higgs-Boson aufgedeckt (Foto: Anna Pantelia, cern.ch)

Genf (pte018/04.07.2022/13:35) -

Exakt zehn Jahre nach Entdeckung des Higgs-Bosons legen die ATLAS- und CMS-Kollaborationen am Large Hadron Collider (LHC) http://bit.ly/3yflSgX der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) http://cern.ch neue Ergebnisse zu Eigenschaften des Higgs-Bosons vor. Mithilfe von Daten ist eine genaue Karte seiner Wechselwirkungen mit Kraftträgern und Materieteilchen entstanden. Das einzigartige Teilchen verleiht anderen Teilchen ihre Masse und ermöglicht Atome und alle Materie im Universum. Die unabhängigen Studien wurden kürzlich in "Nature" vorgestellt.

Komplementäre Prozesse kombiniert

Um das Potenzial der LHC-Daten für die Untersuchung des Higgs-Bosons, inklusive Wechselwirkungen mit anderen Teilchen zu erforschen, kombinieren die Detekoren ATLAS und CMS am Teilchenbeschleuniger LHC viele komplementäre Prozesse, bei denen das Higgs-Boson erzeugt wird und in andere Teilchen "zerfällt". Dies ATLAS und CMS in ihren Studien unter Verwendung ihrer vollständigen LHC-Lauf-2-Datensätze mit je über 10.000 Bio. Proton-Proton-Kollisionen und etwa 8 Mio. Higgs-Bosonen. Damit kombinieren sie eine noch nie dagewesene Anzahl und Vielfalt von Produktions- und Zerfallsprozessen des Higgs-Bosons, um die bisher präzisesten und detailliertesten Messungen ihrer Raten sowie der Stärke der Wechselwirkungen des Higgs-Bosons mit anderen Teilchen zu erhalten.

"Nach nur zehn Jahren der Erforschung des Higgs-Bosons am LHC haben die Experimente ATLAS und CMS eine detaillierte Karte seiner Wechselwirkungen mit Kraftträgern und Materieteilchen geliefert", sagt ATLAS-Sprecher Andreas Hoecker. "Der Higgs-Sektor steht in direktem Zusammenhang mit sehr tiefgreifenden Fragen zur Entwicklung des frühen Universums und seiner Stabilität sowie zu den auffälligen Massenmustern von Materieteilchen. Die Entdeckung des Higgs-Bosons hat eine aufregende, tiefgreifende und umfassende experimentelle Anstrengung ausgelöst, die sich über das gesamte LHC-Programm erstrecken wird."

Wegweiser für Entdeckungen

Die bislang umfassendsten Higgs-Boson-Untersuchungen zeigen, dass die Eigenschaften des Teilchens weitgehend mit jenen übereinstimmen, die vom Standardmodell der Teilchenphysik vorhergesagt werden. Die Studien zeigen auch, dass das Teilchen zunehmend zu einem leistungsfähigen Mittel für die Suche nach neuen, unbekannten Phänomenen wird, die dazu beitragen könnten, Rätsel der Physik zu lösen, etwa in Bezug auf die Natur der mysteriösen dunklen Materie im Universum.

Das Higgs-Boson ist die Teilchenmanifestation eines alles durchdringenden Quantenfeldes, des so genannten Higgs-Feldes, das für die Beschreibung des Universums, wie wir es kennen, grundlegend ist. Ohne dieses Feld hätten Elementarteilchen wie die Quark-Bestandteile der Protonen und Neutronen der Atomkerne sowie die Elektronen, die die Kerne umgeben, keine Masse. Ebenso hätten die schweren Teilchen (W-Bosonen), die Träger der geladenen schwachen Kraft sind, die die Kernreaktion auslöst, welche die Sonne antreibt, keine Masse.

(Ende)
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