Teilchenphysik
LHC-Experiment entdeckt neuartiges Phänomen

Bei Teilchenkollisionen haben Forscher am LHC ein neuartiges Phänomen entdeckt, das darauf schließen lässt, dass es eine Kopplung zwischen kollidierenden Protonen gibt. Das Phänomen könnte ein Hinweis auf den Zustand des Universums Sekundenbruchteile nach dem Urknall sein.
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BERLIN. Die Forscher am Teilchenbeschleuniger Large Hadron Collider (LHC) haben ein bislang unbekanntes Phänomen entdeckt: Im Juli 2010 hatten die Forscher vom Experiment Compact Muon Solenoid (CMS) festgestellt, dass einige der Protonen auf eine bestimmte Weise korreliert sind. Das Phänomen könnte einen Hinweis auf den Zustand des Universums wenige Nanosekunden nach dem Urknall geben.

Kopplung am Kollisionspunkt?

Die Teilchen seien im gleichen Winkel vom Ort der Kollision weggeflogen. Das lasse den Schluss zu, "dass sie zum Zeitpunkt ihrer Entstehung am Kollisionspunkt in bestimmter Weise gekoppelt waren", heißt es in einer Mitteilung des europäischen Kernforschungszentrums (Cern) in Genf. Das CMS ist eines von zwei Vielzweckexperimenten am LHC.

Nach einer langwierigen Reparatur an dem LHC kollidieren seit März 2010 Teilchenstrahlen mit einer Energie von 7 Teraelektronenvolt (TeV) in der 27 km langen Röhre unter dem schweizerisch-französischen Grenzgebiet. Das fragliche Phänomen war bei Kollisionen im Juli entdeckt worden.

Noch keine Erklärung

Die Forscher können sich den Grund dafür noch nicht erklären. Es sei eine Reihe von Interpretationen möglich. Das Phänomen erinnere an Ereignisse, die bei der Kollision von Schwerionen am Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) in Upton im US-Bundesstaat New York entdeckt worden seien. "Wir haben aktiv nach einem solchen Phänomen gesucht, das in Proton- Proton-Kollisionen bislang noch nie gesehen worden ist. Mehr Daten werden den Ursprung dieses Effekts ergründen lassen", erklärte Guido Tonelli. Der Physiker ist der Sprecher des CMS.

Die am CMS beschäftigten Forscher haben die Ergebnisse ihrer Experimente in einem wissenschaftlichen Aufsatz beschrieben, der in dem Fachmagazin Journal of High Energy Physics erscheinen wird, das von der Forschungseinrichtung Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati im italienischen Triest herausgegeben wird. Jetzt soll die wissenschaftliche Gemeinschaft die Erkenntnisse beurteilen.

Auf der Suche nach Higgs

Der LHC ist der derzeit leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger der Welt. Von dort durchgeführten Experimenten versprechen sich die Teilchenphysiker grundlegende Erkenntnisse über das Universum. Ein wichtiges Ziel ist der Nachweis des Higgs-Bosons. Benannt ist es nach dem schottischen Physiker Peter Higgs, der die Existenz dieses subatomaren Teilchens in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts vorhergesagt hatte. Bislang konnte es jedoch noch nicht nachgewiesen werden. Die Teilchenphysiker messen diesem Teilchen eine große Bedeutung bei. Mit seiner Hilfe wollen sie erklären, woher Elementarteilchen ihre Masse bekommen.

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