Wie bedeutsam sind die neuen Ergebnisse für die Suche nach dem berühmten Higgs-Teilchen?
Es handelt sich dabei um die Auswertung der Messungen des Jahres 2011. Diese Auswertung hat den Massenbereich, in dem das Higgs-Teilchen theoretisch existieren kann, nochmals sehr stark eingeschränkt. Die Suche konzentriert sich jetzt auf einen sehr kleinen Bereich. In diesem Bereich wurden nun mit den LHC-Detektoren mehr Ereignisse verzeichnet, als man erwarten würde, wenn es kein Higgs-Teilchen gäbe. Das hat unter den Wissenschaftlern einige Aufregung erzeugt.

Am LHC wird mit zwei verschiedenen Detektoren – CMS und ATLAS – nach dem Higgs-Teilchen gesucht. Führten beide Experimente zu denselben Ergebnissen?
Die Resultate der beiden Experimente scheinen tatsächlich einigermassen konsistent zu sein. Auch dies ist ein wichtiger Grund, warum derzeit viele Wissenschaftler begeistert reagieren. Man muss dazu aber auch sagen: Im Moment kann man nicht ausschliessen, dass es sich bei diesen zusätzlichen Ereignissen um Hintergrund-Ereignisse handelt. Weil die Auswertung derzeit auf nur wenigen Messereignissen beruht, ist der statistische Fehler noch gross. Um statistisch verlässlichere Aussagen machen zu können, müssen wir noch mehr Daten sammeln.

Eine definitive Antwort auf die Frage, ob das Higgs-Teilchen existiert oder nicht, gibt es also noch nicht.
Nein. Die Ergebnisse sind sowohl mit der Hypothese kompatibel, dass das Higgs-Teilchen existiert, als auch mit der Hypothese, dass es kein Higgs-Teilchen gibt. Dennoch sind die Beobachtungen interessant, und sie motivieren uns, nächstes Jahr weitere Messungen zu machen.

Wie geht es nun mit der Suche nach dem Higgs-Teilchen konkret weiter?
Da CMS und ATLAS zu ähnlichen Ergebnissen führten, werden wir in einem nächsten Schritt die Daten der beiden Experimente statistisch kombinieren. Damit erreichen wir eine Verdoppelung der Datenmenge, was eine signifikantere Aussage erlauben wird. Möglicherweise werden wir diese Analysen an Wissenschaftskonferenzen im Februar oder März präsentieren können. Der LHC wird nächstes Jahr zudem weiterlaufen, und wir werden weiterhin Daten sammeln. Was die Suche nach dem Higgs-Teilchen betrifft, richtet sich der Fokus jetzt aber klar auf den relativ kleinen Massenbereich von etwa 120 bis 127 Gigaelektronenvolt, in dem das Higgs-Teilchen noch sein könnte.

Das Higgs-Teilchen

Das Higgs-Teilchen – benannt nach dem britischen Physiker Peter Higgs – ist ein Elementarteilchen, das in der physikalischen Theorie den Ursprung der Masse erklärt. Das Teilchen wird vom Standardmodell der Teilchenphysik zwar vorausgesagt, konnte bisher aber nicht nachgewiesen werden. Mit Experimenten an verschiedenen Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider (LHC) am Cern haben Wissenschaftler im Ausschlussverfahren den theoretisch möglichen Massenbereich für das Higgs-Teilchen eingegrenzt. Unter anderem mit Proton-Proton-Kollisionen bei nahezu Lichtgeschwindigkeit werden dabei schwere Teilchen produziert, die mit verschiedenen Teilchendetektoren gemessen werden. Diese Messungen liefern Hinweise auf die Existenz von Higgs-Teilchen.
Die ETH Zürich ist mit mehreren Forschenden am Grossexperiment am LHC vertreten. Die Arbeitsgruppen von Prof. Günther Dissertori, Prof. Christoph Grab, Prof. Felicitas Pauss und Prof. Rainer Wallny, alle am Institut für Teilchenphysik der ETH Zürich, hatten eine führende Rolle in Entwicklung und Bau von Komponenten des CMS-Detektors und sind nun massgeblich an der Datenanalyse beteiligt.