Das Jüngste Gericht: Die Wissenschaft der Scheibenwelt 4 (German Edition)

Voraussetzung, dass das berühmte Higgs (wie es in der Umgangssprache genannt wird) tatsächlich existiert. Was bis 2012 fraglich war.
    Trotz seines Erfolgs ist das Standardmodell nicht imstande zu erklären, warum Teilchen eine Masse haben. Das Higgs machte in den 1960er-Jahren von sich reden, als mehrere Physiker erkannten, dass ein Boson mit ungewöhnlichen Eigenschaften dieses Rätsel lösen könnte. Zu ihnen gehörte Peter Higgs, der einige von den hypothetischen Eigenschaften des Teilchens herausfand und vorhersagte, dass es existieren müsse. Das Higgs-Boson erzeugt ein Higgs-Feld: ein Meer von Higgs-Bosonen. Die wesentliche ungewöhnliche Eigenschaft besteht darin, dass die Feldstärke des Higgs-Feldes nicht gleich null ist, nicht einmal im leeren Raum. Wenn sich ein Teilchen durch dieses allgegenwärtige Higgs-Feld bewegt, tritt es mit ihm in Wechselwirkung, und das Ergebnis kann als Masse interpretiert werden. Eine Analogie wäre es, wenn man einen Löffel durch Sirup bewegt, aber das hieße, Masse als Widerstand fehlzudeuten, und Higgs hält diese Art, seine Theorie zu beschreiben, für unangebracht. Eine andere Analogie besteht darin, das Higgs-Boson als eine Berühmtheit zu betrachten, um die sich auf einer Party die Bewunderer scharen.
    Die Existenz (oder Nichtexistenz) des Higgs-Bosons nachzuweisen, war der wichtigste, aber beileibe nicht der einzige Grund, Milliarden Euro für den LHC auszugeben. Und im Juli 2012 lieferte er das Verlangte, indem zwei Forschergruppen unabhängig voneinander die Entdeckung eines bis dahin unbekannten Teilchens verkündeten. Es war ein Boson mit der Masse von etwa 126 GeV* [* Ein Giga-Elektronenvolt ist eine Milliarde Elektronenvolt, eine Standardeinheit, die in der Teilchenphysik verwendet wird.], und die Beobachtungen passten insoweit auf das Higgs, als die Eigenschaften, die gemessen werden konnten, den von Higgs vorhergesagten entsprachen.
    Die Entdeckung des lange gesuchten Higgs-Bosons, die das Standardmodell abrundete, wäre ohne große Wissenschaft nicht möglich gewesen, und sie stellt einen gewaltigen Triumph für den LHC dar. Die Wirkung war jedoch bisher größtenteils auf die theoretische Physik beschränkt. Die Existenz des Higgs hat keine großen Auswirkungen auf die restliche Wissenschaft, die schon davon ausgeht, dass Teilchen Masse haben. Man könnte also argumentieren, dass dieselbe Summe Geldes, für weniger spektakuläre Projekte ausgegeben, mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit Ergebnisse von größerem praktischem Nutzen gezeitigt hätte. Es liegt jedoch in der Natur der Sehr Großen Dinge, dass das Geld, wenn man es nicht für sie ausgibt, auch nicht für kleinere wissenschaftliche Projekte ausgegeben wird. Kleine Projekte wirken sich nicht so förderlich auf Karrieren in Verwaltung und Politik aus wie große.
    Die Entdeckung des Higgs-Bosons verdeutlicht gewisse grundlegende Züge der wissenschaftlichen Weltsicht und der Natur wissenschaftlicher Kenntnisse. Der eigentliche Beweis für das Higgs ist eine winzige Ausbuchtung – ein Huckel – auf einer statistischen Kurve. In welchem Sinn können wir sicher sein, dass der Huckel tatsächlich für ein neues Teilchen steht? Die Antwort ist äußerst fachspezifisch. Es ist unmöglich, das Higgs-Boson direkt zu beobachten, weil es spontan und sehr schnell zu einem Schwarm anderer Teilchen zerfällt. Diese stoßen mit wiederum anderen Teilchen zusammen und erzeugen ein großes Durcheinander. Man braucht sehr schlaue Mathematik und sehr schnelle Computer, um aus diesem Durcheinander die charakteristische Signatur des Higgs-Bosons herauszukitzeln. Um sicher zu sein, dass man nicht einfach ein zufälliges Zusammentreffen beobachtet hat, muss man eine große Anzahl von diesen higgsartigen Ereignissen beobachten. Da sie sehr selten vorkommen, muss man die Experimente viele Male machen und eine raffinierte statistische Analyse durchführen. Erst wenn die Wahrscheinlichkeit, dass der Huckel ein Zufall ist, unter eins zu einer Million fällt, erlauben sich Physiker, das Higgs für unstrittig real zu halten.
    Wir sahen »das« Higgs, aber es gibt alternative Theorien, denen zufolge es mehr als ein higgsartiges Teilchen gibt – macht achtzehn Elementarteilchen. Oder neunzehn oder zwanzig. Aber inzwischen wissen wir, dass es mindestens eins gibt, während es vorher auch gar keins hätte sein können.
    Um das alles zu verstehen, braucht man erhebliches Fachwissen auf esoterischen Gebieten der theoretischen Physik und