Für Experten: Direkte und Indirekte Suche

Im LHC Beschleuniger werden Protonen auf fast Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zur Kollision gebracht. Dabei entstehen viele instabile Teilchen, auch solche, die vielleicht noch gar nicht bekannt sind. Bei der direkten Suche wird gezielt nach den Zerfallsprodukten eines neuen instabilen Teilchen gesucht und aus deren Energie und Winkelverteilung seine Masse rekonstruiert. So wurde zum Beispiel das Higgs-Teilchen nachgewiesen.

Die masse des neuen Teilchens ist bei der direkten Suche beschränkt, durch die Energie, die bei der Kollision zur Verfügung steht.

Dabei sucht man nach Abweichungen von Messungen und theoretischen Vorhersagen. Zum Beispiel wurde der Planet Neptun schon 1948 von Astronomen vorhergesagt da die Bahn des Uranus Abweichungen von den Erwartungen der keplerschen Gesetze zeigte.

Für indirekte Messungen braucht es sowohl höchst präzise Messungen als auch genaue Vorhersagen. Anders als bei der direkten Suche, kann man damit auch Teilchen finden, die so schwer sind, dass sie bei der Kollision nicht direkt erzeugt werden können.

Laut der Heisenbergschen Unschärferelation kann die Energieerhaltung für kurze Zeit verletzt werden kann. Das bedeutet, dass für kurze Zeit sehr schwere neue Teilchen entstehen können, die mehr Energie haben als überhaupt in der Proton-Proton Kollision vorhanden ist. Da diese Teilchen nur für sehr kurze Zeit existieren, kann man sie nicht direkt nachweisen, aber man kann ihren Einfluss als kleine Abweichungen in bekannten Prozessen erkennen.