Als das Higgs-Boson 2012 am Forschungszentrum CERN in Genf entdeckt wurde, war der Jubel unter den Physikern groß. Denn das neu gefundene Teilchen galt als Beweis für die Theorie des Higgs-Feldes, die fast 50 Jahre vorher aufgestellt wurde und ein wichtiger Baustein im Theoriegerüst der Teilchenphysik ist. Schon ein Jahr nach der Entdeckung gab es dann auch den Nobelpreis für Peter Higgs und Francois Englert, die Väter der Higgs-Hypothese.

Higgs-Bosonen werden am Beschleunigerring LHC (Large Hadron Collider) erzeugt; dazu lässt man zwei Protonenstrahlen annähernd mit Lichtgeschwindigkeit im Ring kreisen und bringt sie zur Kollision. Doch nicht nur unter diesen künstlichen Bedingungen entstehen Higgs-Bosonen, sondern auch in der Erdatmosphäre werden permanent Higgs-Teilchen erzeugt, und zwar gar nicht mal so wenige, nämlich etwa alle 8 Sekunden eins. Das hat Josua Unger im Rahmen seiner Bachelorarbeit herausgefunden, die er am Institut für Kern- und Teilchenphysik der TU Dresden angefertigt hat.

Die meisten Higgs-Bosonen entstehen in einer Höhe von ca. 26 km über dem Erdboden. Ursache dafür ist die sogenannte kosmische Strahlung, die aus dem Weltall kommt und permanent auf die Erdatmosphäre prasselt. Dort trifft sie auf die Bestandteile der Erdatmosphäre, und es entstehen neue Teilchen. Hat die kosmische Strahlung genügend Energie, kann sich bei diesen Zusammentreffen auch ein Higgs-Boson bilden.

Dieser Vorgang ist sogar häufiger als die Higgs-Produktion am LHC. Während der ersten Periode der Datennahme lief der LHC mit einer Schwerpunktsenergie von 8 Teraelektronenvolt (TeV). In diesem Zeitraum, so Ungers Abschätzung, entstanden in der Erdatmosphäre rund 1,7-mal so viele Higgs-Bosonen wie am LHC. Allerdings sind diese Higgs-Teilchen rund um den gesamten Globus verteilt. Der LHC produziert die Higgs-Bosonen hingegen an festgelegten Orten – dort, wo die Detektoren stehen, mit denen die Physiker diesen Vorgang genau untersuchen können.

PDF der Bachelorarbeit: https://cds.cern.ch/record/2019394/files/CERN-THESIS-2014-313.pdf

Informationen für Journalisten:
Institut für Kern- und Teilchenphysik an der TU Dresden
Dr. Anja Vest
Tel.: 0351 463-34287