Teilchenmusik

Heavy Higgs

20.04.2015
, 15:00
Der CMS-Detektor bei der Arbeit: Die beiden Gamma-Quanten (rote Strahlen) verraten den Zerfall eines Higgs-Teilchens.
Drei Jahre nach der Entdeckung des lange gesuchten Higgs-Teilchens ist es immer noch allein. Den Physikern bleibt nur, es immer genauer zu vermessen - und Musik damit zu machen.
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Seit das Higgs-Boson 2012 nachgewiesen wurde, wird es immer genauer vermessen, indem die verschiedenen Weisen, wie es in leichtere Teilchen zerfallen kann, studiert werden. Das bestätigt immer besser die etablierte Theorie - weswegen es 2013 auch den Nobelpreis dafür gab, bringt die Physik aber nicht unbedingt weiter. Daher hoffen viele Forscher, in den Detektordaten der großen Beschleuniger auf weitere Teilchen dieser Art zu stoßen, die mit komplexeren Eigenschaften aufweisen. Solche „exotischen“ Higgs-Teilchen werden von manchen Theorien vorhergesagt, die über das bisherige Standardmodell hinausgehen und den Weg zu einer umfassenderen Theorie der Naturkräfte ebnen könnten.

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Hinweise waren ebenfalls 2012 in den Daten zweier Detektorexperimente an dem im Jahr davor stillgelegten Tevatron-Beschleuniger des Fermilab bei Chicago aufgetaucht. Dieser hatte Teilchen bei Energien kollidieren lassen, die viermal geringer sind als die des Large Hadron Collider am europäischen Forschungszentrum Cern bei Genf, wo das Higgs-Boson seinerseits dingfest gemacht wurde.

Doch diese Hinweise haben sich jetzt verflüchtigt. Eine in den „Physical Review Letters“ erschienene Analyse von Daten der beiden Fermilab-Detektoren findet keine Spur von exotischen Higgs-Teilchen.

Bleibt nur, aus dem vorhandenen Higgs das Beste zu machen. Zum Beispiel Musik. Der Physiker Piotr Traczyk, ein Mitarbeiter des CMS, eines der beiden großen Detektoren am Large Hadron Collider des Cern, hat zwei Zerfälle des Higgs-Teilchens, die damals zu seiner Entdeckung geführt haben, in Tonfolgen umgewandelt: Einmal der sogenannte 4-Lepton-Kanal, bei dem das Higgs zunächst in zwei bereits bekannte Bosonen zerfällt und diese dann jeweils in zwei sogenannte Leptonen zerfallen (zu dieser Teilchengruppe gehören die Elektronen, aber auch die Neutrinos) und zweitens der Gamma-Gamma-Kanal. Hier endet das Higgs in zwei Gammaquanten, die aus hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung bestehen.

Die Häufigkeit dieser Zerfallsprodukte verschiedener Energie wurde bei Traczyk zu Tonhöhen im Zeitverlauf: der 4-Leptonen-Kanal, der aus einzelnen Maxima besteht, zu einem gegliederten Melodiemotiv mit Pausen und der Gamma-Gamma-Kanal, bei dem die Häufigkeit mit steigender Energie stetig abfällt, zu einem schnellen chromatischen Lauf abwärts. Aus den beiden Motiven komponierte Traczyk, der auch Gitarrist ist, eine zünftige Heavy-Metal-Nummer und spielte sie zusammen mit einem Kollegen für einen Youtube-Clip ein.

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Quelle: F.A.S., UvR
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