Higgs-Boson genauer vermessen

Die Kollaboration des CMS-Experiments am Large Hadron Collider in Genf veröffentlichte eine neue Obergrenze für die sogenannte Zerfallsbreite des vor knapp zwei Jahren entdeckten Higgs-Teilchens. Demnach ist der neue Wert um mehr als zwei Größenordnungen genauer als bisherige Angaben und bekräftigt die Vermutung, dass es sich bei dem gefundenen Teilchen um das vom Standardmodell der Teilchenphysik vorhergesagte Higgs-Boson handelt.

Die Zerfallsbreite ist ein Maß dafür, mit welcher Genauigkeit die Anregungsenergie eines Teilchens bestimmt werden kann. Zugleich ist sie über die Heisenbergsche Unschärferelation eng mit dessen Lebensdauer verknüpft: Je länger die Lebensdauer des Teilchens, desto schärfer lässt sich seine Energie messen. Das CMS-Experiment zeichnete 2012 die Teilchenspuren nach Proton-Proton-Kollisionen auf. Aus diesem Datensatz haben die Forscher am CERN bisher eine Zerfallsbreite von 3,4 Gigaelektronenvolt für das Higgs-Boson ermittelt. Mit einer neuen Analysemethode konnten Wissenschaftler der CMS-Kollaboration diese Obergrenze nun auf 17,4 Megaelektronenvolt präzisieren – und damit eine zweihundertfach bessere Genauigkeit erreichen.

Für eine Masse des Higgs-Teilchens von 125 Gigaelektronenvolt sagt das Standardmodell der Teilchenphysik eine Zerfallsbreite von etwa vier Megaelektronenvolt voraus. Mit der neuen Auswertung ist man der theoretischen Zerfallsbreite des Higgs-Bosons zwar ein großes Stück näher gekommen, hat sie aber noch längst nicht erreicht: Die bekanntgegebene Obergrenze ist immer noch viermal größer als die Vorhersage für den untersuchten Zerfall. Dennoch bestätigt das Ergebnis die Vermutung, dass es sich bei dem am LHC gefundenen Teilchen tatsächlich um das Higgs-Boson des Standardmodells handelt.