Genf – Das Higgs-Boson wurde 2012 am Cern nachgewiesen und wird seither intensiv weiter erforscht. Es ist ein Elementarteilchen und einer der wichtigsten Bausteine des Standardmodells der Physik: Mit dem sogenannten Higgs-Mechanismus wird erklärt, wie die anderen Teilchen und somit die Grundbausteine der Materie ihre Masse erhalten.
Top-Quarks
Karl Jakobs, Leiter des internationalen Atlas-Forschungskonsortiums, welches das Higgs-Boson erforscht, berichtet nun von der gelungenen Messung einer weiteren Interaktion des Higgs-Bosons, nämlich seiner Kopplung an Top-Quarks. Erstmals konnte die seltene Produktion eines Higgs-Bosons zusammen mit einem Top-Quark-Paar festgestellt werden. Damit hat sich bestätigt, dass auch das schwerste der bekannten Teilchen – eben das Top-Quark – seine große Masse über den Higgs-Mechanismus erhalte.
Da nur ein Prozent aller Higgs-Bosonen zusammen mit zwei Top-Quarks produziert werden, war die aktuelle Beobachtung eine große Herausforderung. "Um diesen Prozess zu entdecken, haben wir wichtige Zerfälle des Higgs-Bosons untersucht und die Einzelmessungen kombiniert", erklärte Andrea Knue, eine der führenden Atlas-Wissenschaftlerinnen, in einer Mitteilung der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau in Deutschland.
Auf Messungen werden weitere Messungen folgen
Die Forscher verwendeten den ganzen Datensatz, den der weltweit größte Teilchenbeschleuniger, der Large Hadron Collider (LHC) am Cern, dem Atlas-Experiment bis Ende 2017 bereitgestellt hat. Mehrere Analyseteams waren an der Auswertung beteiligt.
Die Messung gelang mit einer statistischen Signifikanz von 6,3 Standardabweichungen (Sigma). Auch das ebenfalls am Cern angesiedelte Konkurrenzexperiment CMS hat diesen Prozess beobachtet. Er erreichte eine Signifikanz von 5,2 Sigma. Beide Messungen stimmen mit den Vorhersagen des Standardmodells überein, das alle bekannten Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen beschreibt.
Allerdings sind die Messungenauigkeiten noch groß. Die Forscher streben daher weitere, genauere Messungen an, die Fortschritte im Verständnis des Higgs-Bosons und des Top-Quarks bringen könnten. (red, APA, 4. 6. 2018)