Wissenschaft leicht gemacht: Was ist das Higgs-Boson (Gott-Teilchen)

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Das Higgs-Boson ist das fundamentale Teilchen, das mit dem Higgs-Feld verbunden ist, einem Feld, das anderen fundamentalen Teilchen wie Elektronen und Quarks Masse verleiht.

Die Masse eines Teilchens bestimmt, wie sehr es einer Änderung seiner Geschwindigkeit oder Position widersteht, wenn es auf eine Kraft trifft. Nicht alle fundamentalen Teilchen haben Masse.

Das Photon, das Lichtteilchen und Träger der elektromagnetischen Kraft, hat überhaupt keine Masse.
Das Higgs-Boson wurde 1964 von Peter Higgs, François Englert und vier weiteren Theoretikern vorgeschlagen, um zu erklären, warum bestimmte Teilchen Masse haben. Wissenschaftler bestätigten seine Existenz im Jahr 2012 durch die ATLAS- und CMS-Experimente am Large Hadron Collider (LHC) am CERN in der Schweiz.

Diese Entdeckung führte zur Verleihung des Nobelpreises für Physik 2013 an Higgs und Englert.

Wissenschaftler untersuchen nun die charakteristischen Eigenschaften des Higgs-Bosons, um festzustellen, ob es genau mit den Vorhersagen des Standardmodells der Teilchenphysik übereinstimmt.

Falls das Higgs-Boson vom Modell abweicht, könnte es Hinweise auf neue Teilchen liefern, die nur über das Higgs-Boson mit anderen Teilchen des Standardmodells wechselwirken und so zu neuen wissenschaftlichen Entdeckungen führen.

Fakten zum Higgs-Boson
Das Higgs-Boson erhält seine Masse genau wie andere Teilchen – durch seine eigenen Wechselwirkungen mit dem Higgs-Feld.
Möglicherweise gibt es mehr als ein Higgs-Boson. Ein theoretisches Modell der neuen Physik sagt fünf Higgs-Bosonen voraus.
Während das Higgs-Boson den Quarks, aus denen ein Proton besteht, Masse verleiht, ist es nur dafür verantwortlich, dass ein Proton etwa 10% seiner Masse hat.

Die anderen 90% der Masse eines Protons stammen aus den komplexen Wechselwirkungen der Quarks und der starken Kernkraft.
Da das Higgs-Boson die Aufgabe hat, die Masse anderer Teilchen zu erzeugen, und die Tatsache, dass dunkle Materie in erster Linie durch ihre Masse nachgewiesen werden kann, kann das Higgs-Boson ein einzigartiges Portal sein, um Anzeichen für dunkle Materie zu finden.
DOE Büro für Wissenschaft: Beiträge zur Higgs-Boson-Forschung
Der LHC am CERN ist der höchstenergetische Teilchenbeschleuniger der Welt.

Er ist derzeit der einzige Ort, an dem Wissenschaftler Higgs-Bosonen erzeugen und untersuchen können.

Das DOE Office of Science (SC) hat wichtige Beschleunigermagnete beigesteuert, um beim Bau des LHC zu helfen.

DOE unterstützt auch viele Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker im LHC-Programm.

Der LHC beherbergt vier große experimentelle Teilchendetektoren, von denen zwei teilweise vom Office of High Energy Physics (SC) unterstützt werden: ATLAS und CMS. US-Forscher stellen etwa 20 % bzw. 25 % der ATLAS- und CMS-Kollaborationen.

Sie spielen auch eine führende Rolle in vielen Aspekten der beiden Experimente.

Diese Experimente führen präzise Messungen der Eigenschaften des Higgs-Bosons durch, um festzustellen, ob es mit den Vorhersagen des Standardmodells übereinstimmt oder Hinweise auf eine neue Physik bietet, erforschen neue Teilchen und ihre Wechselwirkungen und identifizieren die neue Physik der dunklen Materie.

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