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Dossier: Cern – die Suche nach dem Gottesteilchen

Publiziert 13. Oktober 2009, 10:34 Uhr, Aktualisiert 05. Juli 2012, 8:35 Uhr

Ein riesiges Labor für die Erforschung eines winzigen Teilchens: Am Cern in Genf experimentieren Wissenschaftler mit Protonen. Sie forschen an den physikalischen Grundlagen der Materie und suchen Antworten auf Fragen zur Entstehung des Universums – und nach dem Higgs-Boson, dem sogenannten Gottesteilchen, das die Welt zusammenhält. weiterlesen

Die Geheimnisse des Universums lüften
Woher kommen wir? Diese Urfrage der Menschheit wird am Cern bei Genf erforscht. 2008 hat die Forschungseinrichtung den Large Hadron Collider (LHC), den grössten Teilchenbeschleuniger der Welt, in Betrieb genommen. Mit seiner Hilfe wollen Wissenschaftler neue Erkenntnisse über die Entstehung des Universums gewinnen.

Crashs mit nahezu Lichtgeschwindigkeit
Im knapp 27 Kilometer langen Teilchenbeschleuniger, der sich tief unter der Erde, im Grenzgebiet zwischen der Schweiz und Frankreich befindet, lassen Wissenschaftler Protonen (Wasserstoffkerne) mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinanderprallen. Die dabei neu entstehenden Teilchen werden gemessen und interpretiert, die anfallenden Datenmengen mit neuester Technologie verarbeitet. Auf diese Weise wird auch das sogenannte Higgs-Boson erforscht (siehe Box unten).

Spitzenforschung aus aller Welt
Gegründet wurde das Cern 1954 von zwölf europäischen Staaten mit dem Ziel, physikalische Grundlagenforschung auf höchstem Niveau in Europa zu fördern. Mit Erfolg: Bisher gingen zwei Nobelpreise auf das Konto der Cern-Forscher. Die Zahl der partizipierenden Staaten ist auf 20 angewachsen, die gut 10’000 Mitarbeitenden aus aller Welt können jährlich 1,34 Milliarden Schweizer Franken für ihre Forschung einsetzen.

Higgs-Boson: Das Teilchen, das die Welt zusammenhält

Das fehlende Puzzle-Stück
Es geht um die Suche nach dem Gottesteilchen, wie das Higgs-Boson auch bezeichnet wird. Das Higgs-Teilchen ist das letzte fehlende Puzzle-Stück im Standardmodell vom Aufbau der Materie. Es ist benannt nach dem britischen Physiker Peter Higgs, der es schon 1964 vorhergesagt hatte. Das Standardmodell der Teilchen-Physik geht davon aus, dass das Universum aus zwölf Elementarteilchen zusammengesetzt ist. Das Higgs-Boson verleiht den Elementarteilchen ihre Masse. So die Theorie. Einen endgültigen Beweis dafür gibt es bisher aber noch nicht – trotz jahrzehntelanger Forschung.

Protonen prallen aufeinander
Um das Higgs-Boson aufzuspüren, beschleunigen Cern-Forscher im Untergrund des schweizerisch-französischen Grenzgebiets Protonen (Wasserstoffkerne) nahezu auf Lichtgeschwindigkeit. Mit enormer Wucht prallen diese Partikel im rund 27 Kilometer langen Ringtunnel des Beschleunigers, dem Large Hadron Collider (LHC), aufeinander. Beim Zusammenkrachen entstehen Folgeteilchen. Ganz selten, so hoffen die Wissenschaftler, ist darunter auch ein Higgs-Boson.

Konkrete Hinweise auf mysteriöses Partikel
Inzwischen ist die Forschung aber einen wichtigen Schritt näher gekommen auf der Suche nach dem Higgs-Boson: Am 13. Dezember 2011 präsentierten Cern-Mitarbeiter konkrete Hinweise auf das Teilchen. Zweifel an seiner Existenz bleiben. Die Wissenschaftler brauchen weitere Untersuchungen und mehr Daten, um die Existenz des mysteriösen Partikels zu bestätigen. Sie wollen erst dann von einer Entdeckung sprechen, wenn sie zu 99,9999 Prozent sicher sind, dass es kein Fehlalarm ist. 2012 könnte es soweit sein.

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