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Entdecker des Gottesteilchens Physik-Nobelpreisträger Peter Higgs wird 90

von Uwe Gradwohl

Das Higgs-Teilchen - auch Gottesteilchen genannt - hat in der Wissenschaft Furore gemacht. Professor Peter Higgs hat die Existenz dieses Teilchens ein halbes Jahrhundert vor dem tatsächlichen Nachweis rein theoretisch erdacht. Dafür erhielt Higgs 2013 den Nobel-Preis gemeinsam mit dem Belgier Francois Englert. Am 29. Mai wird Peter Higgs 90 Jahre alt.

Peter Higgs war die Zuerkennung des Physik-Nobelpreises ein bisschen peinlich: Sein Name sei eher zufällig mit dem Higgs-Teilchen verbunden worden - es sei doch eine Gruppenleistung gewesen, sagte der Brite damals im Nobelpreis-Rummel. Den Namen "Gottesteilchen" lehnt Higgs wie viele andere Teilchenforscher übrigens ab. Ein Verleger hatte das Higgs-Boson reißerisch so getauft. Doch das "Gottesteilchen" ist heute vielen Menschen ein Begriff.

Higgs-Boson

Illustration des Higgs-Zerfalls

Higgs wurde 1929 im schottischen Edinburgh als Sohn eines BBC-Ingenieurs geboren. Sein großes Interesse an Mathematik führte ihn in die theoretische Physik.

Im Alter von 35 Jahren erdachte Peter Higgs das Gottesteilchen

Zunächst wurde die Idee des jungen Professor gar nicht ernst genommen. Sein erster Aufsatz darüber wurde in den "Physics Letters" noch nicht einmal abgedruckt. Doch 1964 publizierte Higgs dann ein Paper, in dem er beschrieb, was seiner Ansicht nach in der Natur existieren müsste, damit sich erklären ließe, wie Materie zu ihrer Masse kommt.

Wie schafft es die Natur, den Dingen ihre Masse zu geben?

Higgs suchte eine Antwort auf eine der ganz großen Fragen jener Zeit. Weshalb ließen sich manche Elementarteilchen nur schwer in Bewegung setzen, während andere, die Lichtteilchen nämlich, gar nicht anders konnten, als ständig mit lichtschneller Höchstgeschwindigkeit durch die Welt zu flitzen. Licht gibt es mit Lichtgeschwindigkeit oder gar nicht. Andere Teilchen dagegen lassen sich auf beliebige Geschwindigkeiten beschleunigen oder abbremsen. Aber warum? 

Peter Higgs

Nobelpreisträger Peter Higgs

Was das Higgs-Teilchen erklärt

Higgs Antwortvorschlag im Jahr 1964 passte auf ein Blatt Papier: Es sollte ein Feld existieren, dass das gesamte Universum durchzieht und mit dem alle Materieteilchen in Kontakt sind. Durch diesen Kontakt wird die Masse eines Teilchens festgelegt. Die Lichtteilchen, die Photonen, sollten demnach von diesem Feld nicht in ihrer Ausbreitung gehindert werden und konnten deshalb immer lichtschnell durch die Welt sausen. Ein Proton dagegen, ein typischer Baustein eines Atomkerns, sollte von dem von Higgs vorgeschlagenen Feld in seiner Ausbreitung behindert werden. Um es auf Geschwindigkeit zu bringen, muss man gegen das Feld anarbeiten, das Teilchen weist eine Trägheit auf, die sich als Masse ausdrücken lässt.

Nachweisen lassen sollte sich das ominöse, Masse verleihende Feld, indem man es so sehr erschütterte, dass es selbst Teilchen zum Vorschein brachte: Jene Teilchen, welche die Physiker-Gemeinde bald Higgs-Teilchen taufen sollte. Peter Higgs selbst nennt sie eigentlich nie so und weist immer auf die Leistungen anderer hin. Auf jene des Belgiers Francois Englert beispielsweise, der fast auf den Tag genau dieselbe Idee publiziert hatte und mit dem sich Higgs 2013 den Nobelpreis für Physik teilte.

2012 wurde das Higgs-Teilchen im Cern nachgewiesen

Ganze 48 Jahre nach Higgs Vorhersage wurde das Higgs-Boson durch Experimente im Large Hadron Collider des Europäischen Kernforschungszentrum Cern nachgewiesen.

CERN

Ein Blick ins Innere des LHC-Tunnels. Der Teilchenbeschleuniger des Cern wird zur Zeit ausgebaut.

Das Higgs-Teilchen zu produzieren ist extrem schwierig: Es entsteht nur ein einziges Teilchen bei rund einer Billion Protonenkollisionen.

Um das Higgs-Teilchen noch genauer zu vermessen, rüstet das Cern seinen Teilchenbeschleuniger jetzt auf. Das HiLumi-Projekt soll in ein paar Jahren 25 Mal so viele Daten liefern wie bislang möglich. Die Physiker hoffen so der dunklen Materie auf die Spur zu kommen. Außerdem suchen sie nach neuartigen Teilchen, womöglich auch neuen Higgs-Teilchen.

Higgs lehnt Ritterschlag durch die Queen ab

Higgs selbst fand es übrigens nett, recht zu haben. So zitierte ihn das Fachblatt "New Scientist". Die Anstrengung tausender Menschen, die dem Test seiner Idee gewidmet war, scheint dem bescheidenen Mann genug Ehre zu sein. Den Ritterschlag durch die Queen hat er jedenfalls abgelehnt.

Happy Birthday, Professor Peter Higgs.