CMS-Kollaboration am LHC veröffentlicht erste Ergebnisse - vierte Generation von Elementarteilchen unwahrscheinlich

Messdaten: Noch kein Higgs-Teilchen

Genf (Schweiz) - "LHC veröffentlicht erste Higgs-Messungen" - der irreführende Titel erster Berichte im Web lässt vermuten, dass am LHC das Higgs-Teilchen gefunden wurde. Doch das Gegenteil ist der Fall. Bei den bisherigen Messungen aus dem Jahr 2010 wurden genügend Kollissionsereignisse beobachtet, um ausschließen zu können, dass es eine denkbare aber recht exotische Variante des Higgs-Teilchens gibt: Ein Higgs-Boson, das mit der Existenz einer vierte Generaton von Quarks und Leptonen verbunden ist.

Quarks und Leptonen sind nach heutigem Kenntnisstand die elementaren Bausteine der Materie. Praktisch die gesamte Materie um uns herum ist aus so genannten Up- und Down-Quarks aus der ersten Generation aufgebaut sowie aus Elektronen, den Leptonen der ersten Generation. Schon seit einigen Jahrzehnten kennt man die zweite und die dritte Generation. Die Quarks der zweiten Generation heißen "Charm" und "Strange", das Lepton "Myon"; in der dritten Generation sind es "Top" und "Bottom" sowie das "Tauon".

Hätte man aus den jetzigen Daten das CMS-Detektors, eines der beiden riesigen Messgeräten am LHC, schon Signale des Higgs gefunden, würde dies bedeuten, dass es eine vierte Generation von Elementarteilchen geben müsste. Doch die Messwerte sind deutlich: Mit 95 Prozent Wahrscheinlichkeit schließen die Forscherinnen und Forscher aus, dass es ein Higgs der vierten Generation mit einer Masse von 144 bis 207 GeV/c2 geben kann. Nach ihren Angaben sei dieses Negativresultat deutlicher als vorige ähnliche Resultate am amerikanischen Tevatron-Teilchenbeschleuniger.

Die CMS-Kollaboration geht davon aus, dass mit den Daten, die bis Ende 2012 am LHC aufgenommen werden, schon eine klare Aussage über die Existenz eines Higgs innerhalb des bisherigen Standardmodells mit drei Generationen von Elementarteilchen gemacht werden kann.

Der LHC oder Large Hadron Collider ist der größte Teilchenbeschleuniger der Welt. Er befindet sich im europäischen Kerforschungszentrum CERN nahe Genf. Erstmals im März 2010 kollidierten hier Protonen mit einer Schwerpunkstenergie von 7 TeV. Im Endausbau, der ab 2012 erfolgen soll, wird diese Energie noch einmal verdoppelt. Aus der Analyse der Trümmer dieser Protonenzusammenstöße können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Aussagen über die Zusammensetzung der Materie machen. Deuschland ist der größte Geldgeber für die Forschungsarbeiten am LHC.