Higgs - immer noch mehr als nix

Higgs oder Hype? Das dürfte man sich in den letzten zwei Wochen beim Blick in die Zeitung immer wieder gefragt haben. Kaum hatten die Kollaborationen der beiden LHC-Detektoren CMS und ATLAS angekündigt, in einem Seminar über ihre aktuellen Ergebnisse der Higgs-Suche zu berichten, begannen die Spekulationen, ob tatsächlich bereits eine Entdeckung gelungen ist.

Es gibt wohl keine Entdeckung, der Physiker und auch die breite Öffentlichkeit mehr entgegen fiebern als der des Higgs-Bosons. Bereits im Jahr 1964 hat der britische Physiker Peter Higgs einen Mechanismus vorgeschlagen, durch den die Elementarteilchen ihre Massen erhalten könnten. Diese werden nämlich nicht vom Standardmodell der Teilchenphysik vorhergesagt.

Doch bislang ist es nicht gelungen, das Higgs-Boson zweifelsfrei zu entdecken. Bisherige Experimente an den großen Teilchenbeschleunigern haben allerdings den infrage kommenden Massenbereich immer weiter einschränken können. Die heute präsentierten neue Messungen von CMS und ATLAS lassen das Fenster für das Higgs weiter kleiner und kleiner werden, so CERN-Direktor Rolf-Dieter Heuer. Das bedeutet in konkreten Zahlen: Nach den neuesten Daten liegt die Higgs-Masse mit 3 Standardabweichungen, d. h. mit 95-prozentiger Wahrscheinlichkeit, zwischen 115,5 und 131 GeV.

Wann aber ist es legitim, von einer Entdeckung zu sprechen? Bei drei Standardabweichungen spricht man zunächst nur von einer „Evidenz“. Erst ab fünf Standardabweichungen gilt ein Teilchen als nachgewiesen. Dann nämlich liegt die Wahrscheinlichkeit dafür, dass es sich bei dem Signal um eine zufällige statistische Fluktuation handelt, bei nur noch etwa 0,000057.

„Beeindruckend ist für mich, dass bei beiden Experimenten die Daten in so kurzer Zeit verstanden worden sind, und beide das Fenster zwischen 114 und 500 GeV nicht endgültig schließen konnten“, urteilt Karl Jakobs (Uni Freiburg) von der ATLAS-Kollaboration. Dass CMS und ATLAS zudem Hinweise auf eine Higgs-Masse um 124 GeV bzw. 125 GeV lieferte, sei interessant, doch um dies zu stützen, seien unbedingt noch mehr Daten nötig. „Wir können noch nicht ausschließen, dass die Signale am Ende doch nur eine Fluktuation des Untergrunds sind“, betont Jakobs.

In den kommenden Monaten werden die beiden Kollaborationen ihre Daten noch weiter analysieren, die sie dann im März 2012 präsentieren werden. Über das "Sein oder Nichtsein" des Higgs-Teilchens dürfte sich jedoch frühestens im Sommer entscheiden lassen, wenn weitere Daten vorliegen.

Maike Pfalz / Alexander Pawlak
 

Weitere Infos

• Homepage des CERN
• LHC-Webseite beim CERN
• G. Flügge und P. Jenni: Der Large Hadron Collider, Physik Journal, Februar 2006, S. 29 (pdf)
• "Licht ins dunkle Universum bringen" - Interview mit Rolf-Dieter Heuer, Physik Journal, Oktober 2008, S. 20 (pdf)
• Welt der Physik über "Die Suche nach dem Higgs-Boson und dem Ursprung der Masse"
• Das Dossier des Physik Journal zum "Large Hadron Collider"