CERN misst präzise die Masse des Higgs-Bosons
Der Nachweis des Higgs-Bosons am CERN im Jahr 2012 ist eine der größten wissenschaftlichen Entdeckungen des Jahrzehnts. In den Jahren seitdem haben Wissenschaftler seine Eigenschaften sorgfältig gemessen, und jetzt haben die ATLAS- und CMS-Kollaborationen die bisher genaueste Messung seiner Masse durchgeführt.Das Higgs-Boson ist ein unglaublich wichtiges Teilchen – zum einen war es das letzte Elementarteilchen, das vom Standardmodell der Teilchenphysik vorhergesagt wurde. Das Boson repräsentiert das Higgs-Feld, das das gesamte Universum gleichmäßig durchdringt. Andere fundamentale Teilchen wie Quarks und Leptonen gewinnen ihre Masse durch Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld.Die Hypothese wurde erstmals in den 1960er Jahren vorgeschlagen, aber das Higgs-Boson wurde erst 2012 direkt nachgewiesen und bestätigte schließlich den Mechanismus. Das brachte den Wissenschaftlern, die die Idee ursprünglich vorgeschlagen hatten, den Nobelpreis für Physik 2013 ein.
Zum Zeitpunkt des ersten Nachweises wurde die Masse des Higgs-Bosons mit etwa 125 bis 126 Gigaelektronenvolt (GeV) gemessen. Und jetzt wurde diese Zahl weiter verfeinert, auf eine Unsicherheit von 0,1 Prozent. Laut dem Team hat das Higgs-Boson eine Masse von 125,35 GeV.
Dieses neue Ergebnis basiert auf Daten, die zwischen 2011 und 2016 am Large Hadron Collider gesammelt wurden. Das Higgs-Boson ist instabil und zerfällt normalerweise extrem schnell in leichtere Teilchen. In den Jahren 2011 und 2012 beobachtete der CMS-Detektor, wie das Higgs-Boson in zwei Z-Bosonen zerfiel, bevor es weiter in vier Leptonen zerfiel. Im Jahr 2016 wurde beobachtet, wie es in zwei Photonen zerfiel.
Die Forscher kombinierten diese Ergebnisse, um zu der neuen Massenmessung zu gelangen, die die genaueste ist, die jemals durchgeführt wurde.Während das Team sagt, dass die neue Messung selbst nicht direkt zu neuer Physik führen wird, fügt es dem Puzzle des Higgs-Bosons und den Grenzen des Standardmodells weitere Teile hinzu. Das Verständnis der Masse hilft, zukünftige Messungen anderer Eigenschaften des Teilchens zu verbessern und was wir in kommenden Teilchenbeschleunigern erwarten können. Letztendlich, so das Team, wird es uns helfen, „die Langzeitstabilität des Universums zu verstehen.“
Eine detaillierte Zusammenfassung der Ergebnisse wurde online bei der CMS Collaboration veröffentlicht.