Gottesteilchen entdeckt?

Higgs oder doch nicht Higgs – das ist immer noch die Frage!

Am 4. Juli war der Jubel groß. In allen Medien war das Thema präsent.
Das lang ersehnte Higgs-Teilchen sei endlich gefunden worden, oder zumindest ein neues Teilchen. Forscher am europäischen Kernforschungszentrums CERN verkündeten die vermeintliche Sensation.

Zuvor waren in sämtlichen Blogs im Internet bereits Gerüchte kursiert, dass an dem besagten Tag die Entdeckung des Higgs-Teilchens verkündet werden würde.

Das Higgs-Teilchen oder Higgs-Boson wurde erstmals 1964 postuliert, wobei das zugehörige Higgs-Feld als maßgeblich dafür angesehen wird, dass alle Teilchen ihre Masse erhalten. Letztlich steht und fällt das Standardmodell der Teilchenphysik mit der Existenz oder Nichtexistenz des Higgs-Bosons.
Daher war es auch von Anfang an eins der primären Ziele der Wissenschaftler am weltgrößten und leistungsstärksten Teilchenbeschleuniger, dem Large Hadron Collider (LHC) am CERN, einen experimentellen Nachweis für die Existenz des Higgs-Bosons zu finden.

Bei einem Seminar, das am 4. Juli am CERN abgehalten wurde, dem Tag, an dem auch in Melbourne in Australien die diesjährige Internationale Konferenz über Hochenergiephysik ICHEP2012 begann, präsentierten Forscher des ATLAS und des CMS Experiments auf einer Pressekonferenz ihre neuesten Ergebnisse in der Suche nach dem lang ersehnten Higgs-Teilchen.

So erklärte die Sprecherin der ATLAS Kollaboration Fabiola Gianotti.:
“Wir beobachten in unseren Daten deutliche Signale eines neuen Teilchens
im Signifikanzbereich von 5 Sigma in der Masseregion um 126 Gigaelektronenvolt (GeV). …. Aber es ist noch etwas mehr Zeit vonnöten, um die Ergebnisse zur Veröffentlichung vorzubereiten.”

Joe Incandela, der Sprecher des CMS Experiments, äußerte sich ähnlich.:
“Die Ergebnisse sind vorläufig, aber das Signal, das wir bei 5 Sigma um 125 GeV herum beobachten, ist überwältigend. Dabei handelt es sich tatsächlich um ein neues Teilchen.
Wir wissen, dass es ein Boson ist, und es ist das schwerste jemals gefundene Boson.”

Doch was bedeutet es, wenn die Forscher von einem deutlichen Signal bei 5 Sigma sprechen?

In der Wissenschaft ist es üblich, einen Effekt als nachgewiesen zu betrachten, wenn ein bestimmtes Sigma-Niveau (oder “Signifikanz-Niveau”) erreicht ist.

Es geht dabei um die Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine Besonderheit, die in den Daten auftritt oder die man in seinen Daten zu sehen glaubt, eben nicht auf einen neuen Effekt oder auf das Vorhandensein eines neues Teilchens zurückzuführen ist, sondern lediglich auf statistische Fluktuationen.
Im Fall von 5 Sigma liegt diese Wahrscheinlichkeit, dass es sich bei dem beobachteten Ergebnis nur um eine statische Fluktuation des Untergrunds handelt, bei nur 0.00006%.

Die ATLAS-Kollaboration formuliert es folgendermaßen.: Eine Signifikanz des Signals bei 5 Sigma bedeutet,
“dass nur ein Experiment in 3 Millionen ein offensichtliches Signal dieser Stärke in einem Universum ohne Higgs sehen würde.”

Auch wenn die Forscher zwar den Nachweis eines Teilchens verkündet haben, so
hielten sie sich dennoch mit der Äußerung noch zurück, dass es sich tatsächlich bei dem neuen Teilchen um das Higgs handelt.
Nach dem Debakel mit den überlichtschnellen Neutrinos, welches sogar zum Rücktritt des Leiters der OPERA-Kollaboration geführt hatte, ist man offenbar etwas vorsichtiger geworden.
So heißt es einhellig, es seien noch weitere Daten und weitergehende Untersuchungen vonnöten, um die Eigenschaften des neuen Teilchens zu bestimmen.
Die Ergebnisse basieren auf Daten, die 2011 und 2012 aufgenommen wurden, wobei die Daten von 2012 noch analysiert werden.

Bis dahin lässt sich die zentrale Botschaft des CERN am 4. Juli nur so beschreiben, dass ETWAS entdeckt wurde. Ob es sich dabei tatsächlich um das lang ersehnte Higgs-Teilchen handelt, steht noch in den Sternen.