Proton-Proton-Kollision am LHC in Genf
AFP PHOTO / CERN
AFP PHOTO / CERN
Physik

Mehr Elementarteilchen im Atomkern als gedacht?

Wenn es sich bewahrheitet, was österreichische Physiker in einer neuen Studie vorschlagen, könnten sie die Lehrbücher umschreiben: Sie haben Hinweise gefunden, dass Atomkerne mehr Elementarteilchen beinhalten als bisher gedacht.

Im Kern eines Atoms befinden sich Protonen und Neutronen. Diese setzen sich aus weiteren Elementarteilchen zusammen, nämlich jeweils aus drei Quarks. „Es war bisher bekannt, dass ein Proton aus drei Quarks besteht und dass dort viele Quanteneffekte stattfinden“, sagt der Teilchenphysiker Axel Maas vom Institut für Physik der Uni Graz in einer Aussendung.

Gemeinsam mit seinem Institutskollegen Simon Fernbach und Kollegen der Universität Wien sowie des Instituts für Hochenergiephysik der ÖAW in Wien hat er nun Messungen am Teilchenbeschleuniger des europäischen Kernforschungszentrums CERN ausgewertet. Die in der Fachzeitschrift „Physical Review D“ publizierten Ergebnisse weisen auf ein Higgs-Teilchen als vierte Komponente hin. „Das ergänzt und erweitert unser Bild vom Proton“, so Maas. Ausgewertet wurden Daten der Atlas- und CMS-Experimente.

Bestätigung braucht LHC-Ausbau

Für genauere Untersuchungen und eine endgültige Bestätigung der Berechnungen zum Higgs-Boson werde allerdings ein Ausbau des Large Hadron Collider (LHC) im französisch-schweizerischen Grenzgebiet bei Genf benötigt. Dann wollen die Forscher die exakte Größe des Anteils, den das Higgs-Boson am Proton hat, bestimmen. „Bis dahin geht uns die Arbeit nicht aus. Wir werden weitere Daten auswerten, die bereits existieren“, sagte Axel Maas im Gespräch mit der APA.

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 – also die Grundbausteine der Materie – ihre Masse erhalten. Dem Modell zufolge erhalten die Elementarteilchen ihre Masse durch die Wechselwirkung mit einem Higgs-Feld, welches das ganze Universum durchzieht.