Nobelpreis für Physik 2013

Der diesjährige Nobelpreis für Physik geht zur Hälfte an François Englert von der Universität Brüssel und zur anderen Hälfte an Peter Higgs von der Universität Edinburgh für die theoretische Entdeckung des Higgs-Mechanismus, der die Masse von Elementarteilchen erklärt und der durch die Untersuchungen mit dem Large Hadron Collider am Forschungszentrum CERN im vergangenen Jahr bestätigt wurde.

Portrait von Francois Englert.
Francois Englert

Der Higgs-Mechanismus wurde in den 1960er-Jahren von mehreren Physikern vorausgesagt. Darunter waren der Brite Peter Higgs, der Belgier François Englert und der Amerikaner Robert Brout. Letzterer verstarb 2011. Der Higgs-Mechanismus korrigiert eine Schwäche im Standardmodell der Teilchenphysik: In der Theorie dürfen einige Teilchen keine Ruhemasse besitzen, in der Realität haben sie jedoch eine. Die Physiker führten daher ein Feld ein, welches das gesamte Universum durchdringt. Erst durch Wechselwirkung mit dem Feld erhalten Teilchen ihre Masse – je größer die Wechselwirkung, desto stärker wird das Teilchen im Feld abgebremst und desto größer ist seine Masse.

Peter Higgs schreibt Formeln auf eine transparente Tafel.
Peter Higgs

1964 leitete Peter Higgs aus dem Modell ab, dass ein weiteres Elementarteilchen existieren muss. „Faszinierend an dieser Vorhersage ist, dass die Preisträger allein aufgrund theoretischer Überlegungen in der Lage waren, nicht nur ein neues Teilchen vorherzusagen, sondern gleichzeitig auch ein neues Prinzip in die Formulierung von Naturgesetzen einzuführen. Die Entdeckung des daraus folgenden Higgs-Teilchens am LHC ist eine Sensation und ein herausragender Triumph für die Preisträger und die theoretische Physik insgesamt“, sagt Peter Schleper, Vorsitzender des Komitees für Elementarteilchenphysik KET, der Vertretung aller deutschen Teilchenphysiker.

In den vergangenen Jahren hatten Forscher am Large Hadron Collider (LHC) des Forschungszentrums CERN in Genf nach dem sogenannten Higgs-Boson gesucht. Dafür ließen sie Protonen bei einer Energie von bis zu sieben Teraelektronenvolt kollidieren. Am 4. Juli 2012 meldeten die Wissenschaftler der Experimente ATLAS und CMS den Nachweis eines Teilchens bei der vorhergesagten Masse. Weitere Analysen der Daten bestärkten ihre Ergebnisse. In Zukunft müssen die Eigenschaften des Teilchen näher untersucht werden, um zu klären, ob es sich tatsächlich um das gesuchte Higgs-Boson handelt und ob andere Theorien, zum Beispiel zur Supersymmetrie, belegt werden können.

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