Cern-Forscher: Higgs-Boson zerfällt in zwei Myonen

Um das Higgs-Teilchen zu charakterisieren, wird untersucht, wie es nach winzigen Bruchteilen einer Sekunde wieder in andere Teilchen zerfällt. An der «International Conference on High Energy Physics» in Prag berichteten Forschende nun, dass das Higgs-Boson in zwei Myonen zerfällt.

Der physikalische Zerfall des Higgs-Bosons in Myonen ist ein seltenes Phänomen, wie das CERN am Montag mitteilte. Bisher wurden Wechselwirkungen zwischen den beiden Teilchen am Large Hadron Collider (LHC) noch nie beobachtet.

Ein Grund: Nur etwa eines unter 5000 Bosonen zerfällt in Myonen. Letztere werden von Teilchenphysikern als schwere Elektronen angesehen.

Bisher konnten die Forschenden vor allem Interaktionen mit schweren Elementarteilchen beobachten, darunter Top- und Bottom-Quarks. Die Erkenntnis, dass das Higgs-Boson auch mit leichteren Elementarteilchen wie Myonen wechselwirkt, sind für die Fundamentalphysik von zentraler Bedeutung. Sie stimmen mit den Vorhersagen des Standardmodells überein.

Die Schwierigkeit der Entdeckung lag nicht nur darin, dass ein Zerfall in Myonen selten vorkommt. Zerfällt nämlich ein Higgs-Boson in zwei Myonen, werden gleichzeitig tausende von Myonenpaaren durch andere Prozesse erzeugt.

Um die Myonen aus dem Higgs-Zerfall festzumachen, mussten die Energie, der Impuls und die Winkel der Myonen gemessen werden. Zusätzlich verbesserten sie die Empfindlichkeit ihrer Analysen mit maschinellen Lernalgorithmen und Modellierungen.

Um ihre Aussagen zu etablieren, werden die Physiker auf noch grössere Datensätze zurückgreifen. Beim nächsten Lauf des Teilchenbeschleunigers und nach dem Upgrade zum «High Luminosity LHC» werden diese gesammelt werden.