Im Interview

Higgs-Teilchen wie Polizisten im Verkehr

+
Lisa Randall gilt als derzeit berühmteste Physikerin der Welt.

Hannover - Lisa Randall von der Harvard-Universität in Cambridge gilt als derzeit berühmteste Physikerin der Welt. Im Interview erklärt die Wissenschaftlerin, warum die Entdeckung des Higgs-Bosons ein sensationeller Durchbruch ist.

Warum wird das Higgs-Teilchen so dringend benötigt?

Ich bin gar nicht sicher, ob ich das wirklich so sagen würde. Wir haben ja ganz gut überlebt, ohne zu wissen, dass das Higgs-Boson existiert. Was tatsächlich dringend gebracht wurde, war der Higgs-Mechanismus, der Mechanismus also, der erklärt, wie Elementarteilchen eigentlich zu ihrer Masse kommen. Wenn Elementarteilchen keine Masse haben, würden Elektronen mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sein und sich nicht mit Protonen zu Atomen zusammenbinden. Der Higgs-Mechanismus zeigt uns, wie Teilchen zu ihrer Masse kommen. Und das nun gefundene Higgs-Boson zeigt uns, dass das gesamte Bild korrekt ist. Was heute gefunden wurde, ist das einfachste Modell zur Anwendung des Higgs-Mechanismus. Wir können daran zweierlei lernen: dass der Mechanismus richtig ist und dass die ihm zugrunde liegende Teilchenphysik stimmt.

Warum bracht man am LHC so hohe Energien, um Teilchen so zusammenstoßen zu lassen, dass man am Ende auf das Higgs-Boson stößt?

Hohe Energien sind in zweierlei Hinsicht hilfreich. Einerseits sagt uns Einsteins berühmte Formel E=mc2 – also Energie ist Masse mal Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat –, dass mehr Energie die Herstellung schwerer Teilchen erlaubt. Andererseits helfen hohe Energien auch aus einem anderen Grund: Wenn Protonen im Beschleuniger miteinander kollidieren, gelangt nur ein Teil der Energie des Protons in den Zusammenstoß. Das hängt damit zusammen, dass Protonen aus noch kleineren Teilchen zusammengesetzt sind – Quarks etwa, die durch Gluonen zusammengehalten werden. Bei höheren Energien der Kollisionen erhalten wir eine größere Anzahl von Zusammenstößen, die genau die Energie haben, die wir brauchen, um das Higgs-Boson nachweisen zu können.

Theoretische Physiker müssen sich manchmal Dinge vorstellen, die sich Laien gar nicht vorstellen wollen: Elementarteilchen ohne Masse etwa, oder ein Feld, das den Teilchen Masse verleiht. Benutzen sie irgendwelche Tricks, um sich das bildlich vorstellen zu können?

Wir arbeiten natürlich viel mit Mathematik. Aber trotzdem benutzen wir manchmal auch solche Tricks, um etwas anschaulich zu machen. In meinen Büchern bemühe mich, für meine Leser nützliche Analogien herzustellen. So vergleiche ich zum Beispiel das Higgs-Feld mit Verkehrspolizisten, deren bloße Anwesenheit genügt, um den Autoverkehr abzubremsen.

Das Higgs-Boson gilt als gefunden. Was geschieht nun?

Die Experimentatoren am Large Hadron Collider werden damit weitermachen, die Sicherheit des Nachweises zu erhöhen. Und man wird auch versuchen, die Eigenschaften des Higgs-Bosons noch häufiger und präziser zu messen. Uns interessiert besonders seine Masse und wie oft es in unterschiedliche andere Teilchen zerfällt. In der theoretischen Physik wird man damit weitermachen, nach der Supersymmetrie zu suchen, einer sehr exotischen Symmetrie, die die Anzahl der Elementarteilchen verdoppeln würde. Man wird auch nach der eingerollten Dimension suchen, von der Raman Sundrum und ich annehmen, dass sie in der Lage ist, Eigenschaften von Elementarteilchen zu erklären. Am Ende des Jahres jedoch wird der Teilchenbeschleuniger des Cern heruntergefahren. Es soll ein Upgrade vorgenommen werden, nachdem die Maschine dann mit voller Leistung arbeiten wird. Währenddessen werden Theoretiker wie ich herauszufinden versuchen, wie es weitergehen soll.

Ist es nicht auch irgendwie langweilig, dass das Standardmodell der Physik nun seine Gültigkeit bewiesen hat?

Dazu gibt es unterschiedliche Meinungen. Ich halte es nicht für langweilig, weil es immer noch viele weitere Fragen gibt, auf die wir Antworten finden müssen. Zum Beispiel die Frage, was eigentlich Massen so sind wie sie sind. Die Antworten auf solche Fragen werden wahrscheinlich zu etwas Exotischem wie einer neuen Symmetrie oder neuen Dimensionen führen.

Zur Person

Lisa Randall war Professorin an der Princeton University und am MIT, seit 2001 lehrt sie an der Harvard-Universität. Im Mai ist im S.Fischer-Verlag ihr Buch „Die Vermessung des Universums. Wie die Physik von Morgen den letzten Geheimnissen auf der Spur ist“ im S.Fischer-Verlag erschienen (492 Seiten, 24,99 Euro).Ihr 2005 erschienenes populärwissenschaftliches Buch „Warped Passages“ (Unter dem Titel „Verborgene Universen“ ebenfalls bei S.Fischer auf Deutsch erschienen) wurde in die Liste der hundert bemerkenswertesten Bücher des Jahres 2005 der New York Times aufgenommen. Randall arbeitet an einem Modell der Stringtheorie, das unter anderem die Existenz vieler einander überlagernder „Multiversen“ erlaubt.

Das könnte Sie auch interessieren

Kommentare