„Habe nun ach! Philosophie, Juristerei und Medizin, und leider auch Theologie! durchaus studiert mit heißem Bemühn. Da steh ich nun, ich armer Tor! und bin so klug als wie zuvor; heiße Magister, heiße Doktor gar, und ziehe schon an die zehen Jahr herauf, herab und quer und krumm meine Schüler an der Nase herum – und sehe, dass wir nichts wissen können!

Das will mir schier das Herz verbrennen!“ 

- Faust I, S. 354–365

1. Was es macht

Das Higgs-Feld durchzieht das gesamte Universum. Durch Wechselwirkung mit den fundamentalen Elementarteilchen, dem sogenannten Higgs-Mechanismus, verleiht es diesen ihre Masse. Ein Postulat aus Peter Higgs Theorie ist die Existenz des Higgs-Teilchens unter extremen Bedingungen. Der mittlerweile weitestgehend als solchen anerkannten, experimentelle Nachweis dieses Higgs-Teilchens ist also auch ein indirekter Beleg für das Higgs-Feld, das selbst nicht zu spüren ist.

# Im LHC will man herauszufinden,

was die Welt im Innersten zusammenhält.

Beliebt ist die Metapher vom Higgs-Feld als allgegenwärtiger Honig. Für eine erste, sehr grobe Vorstellung ist dieses Bild sicherlich hilfreich. Danach aber, für die zweite, in mehrerer Hinsicht irreleitend. Der größte Mangel des Honig-Bildes ist sicher, dass das Higgs-Feld den Teilchen ihre Masse gibt, sie aber nicht abbremst. Das zweite große Missverständnis um das Higgs-Teilchen entsteht aus dem in seinem Kontext verwendeten Massebegriff. Es gilt grundsätzlich zwei Massekonzepte zu unterscheiden. Zum einen die Masse der Elementarteilchen selbst, die aus den Higgs-Teilchen über den Higgs-Mechanismus heraus entsteht. Diese Massen sind relativ gering, der Großteil einer Atommasse entspringt der Bindungsenergie zwischen den Teilchen. Zum anderen makroskopische Massen und Gravitationsfelder, die nichts mit den Higgs-Teilchen zu tun haben.

2. Warum man es braucht

Die Genauigkeiten um das Higgs-Teilchen gelten zu Recht als höchst kompliziert. Die Grundlagen sind aber relativ einfach zu verstehen. Nach den gängigen Theorien sind Materieteilchen masselos. Das kann aber nicht sein, denn hätten Elektronen beispielsweise keine Masse, wären sie nicht in der Atomhülle gebunden, es gäbe keine Atome. Die Teilchen per se haben also keine Masse, sie brauchen aber welche, weil sonst unsere Welt (oder eben unsere grundlegenden Theorien von der Welt) einstürzen würde.­­­­­ Und hier kommt das Higgs-Teilchen ins Spiel. Mit der Quantentheorie lassen sich massebehaftete Teilchen auch als masselose Teilchen beschreiben, die mit anderen Teilchen wechselwirken. Da diese Teilchen aber nicht überall sein können, man jedoch überall Teilchen mit Masse misst, braucht man das Higgs-Feld. Das physikalische Nichts ist also nicht nur voll von Vakuumsfluktuationen, sondern auch vom Higgs-Feld durchdrungen. Kompatibel zu den Gleichungen des Standardmodells der Teilchenphysik kann das Higgs-Feld mit den Materieteilchen wechselwirken und so jedem bekanntem und vorhergesagtem Teilchen eine Masse zuordnen.

Die Theorie vom Higgs-Feld scheint bis hierhin relativ beliebig zu sein. Man braucht etwas, um seine bisherigen Annahmen zu retten und deshalb meint man, es würde existieren. Doch wie von Karl Popper gefordert, trifft die Higgs-Theorie klare, empirisch-falsifizierbare Vorhersagen: Durch hohe Energiezufuhr würde das Higgs-Feld so gestört werden, dass ein Higgs-Teilchen entsteht. Genau diese Annahme will man nun in Cern bestätigt, und somit einen experimentellen Beleg für die Korrektheit von Peter Higgs Theorie vom eigentlich masselosen Materieteilchen gefunden haben.

Kommentare: 0

Impressum | Datenschutz | Sitemap
Es darf kein Inhalt dieser Seite weiterverbreitet werden, sofern nicht mein Einverständnis dafür vorliegt.