Hechingen/Genf Auf der Suche nach dem Higgs

Hechingen/Genf / GERHARD BOGENSCHÜTZ 31.08.2012
Auf den Spuren von Higgs-Boson und Quarks wandelt mit dem Grundwissen des Hechinger Gymnasiums Dr. Susanne Kühn. Die Jahrgang-2000-Abiturienten hat die Kleinstmaterie maßgeblich mitentdeckt.
Eine wissenschaftliche Sensation hat das Genfer Kernforschungszentrum Cern vermeldet. Zum ersten Mal konnten Hinweise zur Existenz des sagenhaften kleinsten Teilchens unserer Materie gefunden werden. Das sogenannte Higgs-Teilchen scheint gefunden zu sein. Susanne Kühn, Abiturientin am Hechinger Gymnasium des Jahrganges 2000, und heute Post-Doc an der Universität Freiburg, ist maßgeblich an dem Higgs-Forschungsprojekt am Kernforschungszentrum Cern in Genf beteiligt. „Alle Ergebnisse zeigen, dass ein neues Teilchen entdeckt wurde“, freut sich Susanne Kühn, „und sie deuten daraufhin, dass es sich um das lange gesuchte Higgs-Teilchen handelt“.

Was war konkret Ihre Aufgabe beim Higgs-Experiment?

SUSANNE KÜHN: Seit Jahren sind die Physiker mit zwei Projekten auf der Suche nach dem kleinsten Teil, dem Atlas-Projekt und dem CMS-Projekt. Ich selbst arbeite im Atlas-Projekt mit Physikern aus der ganzen Welt zusammen. Meine Aufgabe bestand während meiner Doktorarbeit vor allem aus der Analyse und der Auswertung von Daten, die durch Experimente am größten Teilchenbeschleuniger der Welt, dem sogenannten LHC, gewonnen werden.

Kann man mit einfachen Worten erklären, was innerhalb des Teilchenbeschleunigers vor sich geht?

KÜHN: Ganz simpel ausgedrückt werden in einem 27 Kilometer langen Tunnel des Teilchenbeschleunigers Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit aufeinander geschleudert. Dabei entstehen zahlreichen unterschiedliche Folgeteilchen. Als eines dieser Folgeteilchen konnte das Higgs-Teilchen identifiziert werden. Nur um ein kleine Vorstellung zu geben: In dem Teilchenbeschleuniger wird mit unvorstellbaren Kräften gearbeitet. Mit bis zu 8000 Milliarden Elektronenvolt werden Teilchen beschleunigt, um dann aufeinander zu prallen. Bei der extremen Kollision, die dem Urknall ähnelt, können sich neue Teilchen bilden, die mit gigantischen Detektoren vermessen werden.

Warum ist eigentlich so eine enorme Euphorie entstanden, als das neue Teilchen entdeckt wurde?

KÜHN: Es handelt sich in der Tat um ein sehr, sehr winziges Teilchen, das vor rund 50 Jahren von Theoretikern vorhergesagt wurde. Dennoch lässt sich mit dem Nachweis des Teilchens erklären, wodurch die Materie Masse erhält und letztendlich auch der Mensch. Wir nennen das Teilchen deshalb auch gerne Gottesteilchen.

Aber hat die Entdeckung des winzigen Gottesteilchen auch einen praktischen Nutzen für die Menschheit?

KÜHN: Naja. Das vermag ich heute noch nicht zu sagen. Wir nutzen viele moderne Technologien zum Nachweis der Teilchen in unseren Detektoren, und auch die Auswertung der Daten ist nur in weltweit vernetzten Rechenzentren möglich. Am LHC wird jährlich eine Datenmenge von zirka 15 Petabytes (15 Millionen Gigabytes) erzeugt. Dieses Wissen kann praktisch genutzt werden zum Beispiel in Detektoren medizinischer Geräte, und auch das World Wide Web wurde am Cern erfunden.

Wird Peter Higgs irgendwann einmal den wissenschaftlichen Stellenwert von Einstein haben? Oder wird die Entdeckung der Higgs-Teilchen sogar die Relativitätstheorie von Einstein in Frage stellen?

KÜHN (lacht): Die Relativitätstheorie wird nicht in Frage gestellt werden. Außer Peter Higgs haben gleichzeitig zwei weitere Gruppen Theorien entwickelt, die das Teilchen vorhersagen. Ich bin nicht sicher, ob Higgs den Stellenwert von Einstein erhält, da Einstein mehrere relevante Theorien entwickelte. Die Entdeckung ist zumindest sehr verdächtig einen Nobelpreis zu erhalten.

Wer ist eigentlich Peter Higgs? Konnten Sie ihn schon persönlich kennen lernen?

KÜHN: Peter Higgs ist ein britischer Physiker und hat schon 1964 entscheidende Grundlagen zu dem winzigen Teilchen veröffentlicht. Seine Grundlagenforschung hat dazu geführt, dass das Teilchen nach ihm benannt wurde, schon lange bevor es überhaupt nachgewiesen werden konnte. Ich selbst habe Peter Higgs bisher noch nicht persönlich getroffen, aber ich habe mich natürlich intensiv mit seinen Forschungsergebnissen beschäftigen dürfen.

Ist mit der Entdeckung des Higgs-Teilchens das Projekt nun abgeschlossen?

KÜHN: Mit der Entdeckung des neuen Teilchens beginnt nun erst die Arbeit, da wir alle Kenngrößen und Details des Teilchens bestimmen möchten, um wirklich das Standardmodell der Materie zu vervollständigen. Außerdem bleiben weitere große Geheimnisse weiterhin unerklärbar. Zum Beispiel bestehen nur fünf Prozent des Universums aus bekannter Materie. Der Rest sind die bisher unbekannte Dunkle Materie und Dunkle Energie. Theoretiker vermuten, dass noch weitere Teilchen existieren. Experten planen schon einen neuen Riesenbeschleuniger, mit dem sich neue Teilchen noch präziser identifizieren lassen. Die Projektziele werden sich wohl verändern, aber sie werden niemals enden.

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