US-Wissenschaftler stehen bei der Suche nach dem mysteriösen Elementarteilchen Higgs nach eigenen Angaben kurz vor dem Durchbruch. «Unsere Daten deuten stark auf die Existenz des Higgs-Bosons hin», erklärte das Forschungszentrum Fermilab im US-Bundesstaat Illinois.

Allerdings müssten noch die Ergebnisse des weltgrössten Teilchenbeschleunigers LHC am europäischen Kernforschungszentrum Cern bei Genf abgewartet werden. Die Cern-Forscher sollen ihre Resultate am Mittwoch vorstellen. «Wir haben etwas entdeckt, das einem Higgs entspricht», sagte Cern-Forscher John Ellis.

Jahrzehntelange Suche

Nach dem wegen seiner universellen Bedeutung auch Gottesteilchen genannten Higgs-Boson sucht die Wissenschaft schon seit Jahrzehnten. Sollten Forscher die Existenz in Experimenten bestätigen können, wäre dies eine der bedeutendsten wissenschaftlichen Errungenschaften der vergangenen hundert Jahre.

Mit dem sogenannten Higgs-Mechanismus wird seit 1964 im Standardmodell der Elementarteilchen-Physik erklärt, wie die Teilchen - also die Grundbausteine der Materie - ihre Masse erhalten. Das nach dem schottischen Physiker Peter Higgs benannte Boson ist nach Einschätzung der meisten Physiker der letzte noch fehlende Baustein in dem bewährten Standardmodell. Die Entdeckung des Teilchens würde das gesamte Modell bestätigen.

Suche im Datengewühl

Die Forscher am Fermilab stützten sich bei ihrer Suche auf Experimente mit dem Teilchenbeschleuniger Tevatron, der im vergangenen Jahr ausgemustert wurde. «Während seiner Lebensdauer müsste der Tevatron Tausende von Higgs-Teilchen produziert haben, sollten sie tatsächlich existieren, und es liegt an uns, sie in den gesammelten Daten zu finden», sagte Physiker Luciano Ristori.

Die Auswertung der Tevatron-Ergebnisse zeigt demnach, dass sich die Spuren des Higgs-Teilchens bei einer Masse zwischen 115 und 135 Gigaelektronenvolt (GeV) konzentrieren. Die Chance, dass es sich bei dem festgestellten Signal um einen statistischen Ausreisser handle, sei sehr gering.

Die Aufgabe des Higgs-Teilchens

Die Forscher gehen bei ihrer Suche davon aus, dass die umherfliegenden Elementarteilchen von einem sogenannten Higgs-Feld gebremst werden. Dieses universale Higgs-Feld «zieht» demnach gleichsam an dem Elementarteilchen, das dadurch Masse gewinnt. Der Theorie zufolge gilt dabei: Das Elementarteilchen hat umso mehr Masse, je stärker es auf das unsichtbare Feld reagiert.

Je mehr Masse das Teilchen aber hat, umso leichter kann es das Higgs-Feld seinerseits in Schwingungen versetzen - und an diesem Punkt kommt das Higgs-Teilchen ins Spiel: Denn diese Schwingungen äussern sich der Theorie zufolge physikalisch in der Erzeugung von Higgs-Bosonen. Mit der Entdeckung des Higgs-Bosons wäre also die Existenz des Higgs-Feldes nachgewiesen.

SDA/mrs