Wie die anderen Preisträger auch schon gesagt haben, bin auch ich sehr dankbar und hoch geehrt,
hier in Lindau sein zu dürfen und zu Ihnen sprechen zu können, zusammen mit den anderen Preisträgern.
Wenn Sie in einem Flugzeug hoch über der Grenze zwischen Frankreich und der Schweiz fliegen,
sehen Sie diese wunderschöne Landschaft.
Man sieht den Mont Blanc hier irgendwo.
Man sieht eine wunderschöne Landschaft.
Hier sehen Sie den Genfer See und die berühmte Fontäne an dieser Stelle.
Was Sie vom Flugzeug aus nicht sehen, ist dieser Kreis, weil es ein Tunnel ist, der bis zu 100 Meter unter der Oberfläche verläuft.
In diesem Tunnel wird man definitiv nicht sehen, dass es dort Teilchen gibt,
die sich in entgegengesetzte Richtung mit fast der Lichtgeschwindigkeit bewegen.
Experimente werden hier durchgeführt, um die Wirkungen zu messen, die diese Teilchen aufeinander haben,
wenn sie mit der höchsten erreichbaren Energie pro Teilchen aufeinandertreffen.
Man möchte, dass Teilchen in gegenläufiger Richtung miteinander zusammenstoßen.
Das ist der effizienteste Weg, die kleinsten Abstandsskalen im Universum,
die wir erreichen und die wir untersuchen können, zu ergründen.
Diese Maschine wird als das größte Mikroskop der Welt erachtet, das wir derzeit herstellen können.
Wenn man innerhalb dieser Maschine ist, in diesem Tunnel, dann findet man diese Struktur.
Diese blauen Röhren, die Sie sehen, sind Magnete, jeder 15 Meter lang und 35 Tonnen schwer.
Sie erzeugen die stärksten magnetischen Felder, die man in dieser Größenordnung
und mit dieser Stabilität - wieder mithilfe der Supraleitung - erzeugen kann.
Diese magnetischen Felder sind notwendig, um Teilchen zu zwingen, sich in Kreisen anstelle gerader Linien zu bewegen.
Dann werden sie auch noch elektronisch beschleunigt.
Dies ist einer der Detektoren, der zur Messung des Geschehens hergestellt wurde, wenn Teilchen zusammenstoßen.
Wenn Teilchen mit dieser Energie zusammenstoßen, dann werden tausende anderer Teilchen erzeugt und sie fliegen in alle Richtungen.
Man möchte ihre Identität bestimmen, ihre Massen, ihre Geschwindigkeiten und so weiter
und insbesondere auch die statistische Verteilung der Weise, wie sie erzeugt werden.
Und man möchte die maximale Informationsmenge daraus generieren.
Das Bild, das Sie ganz unten sehen, ist der sogenannte ATLAS-Detektor während seiner Bauzeit.
Heute könnte man dies nicht mehr so deutlich sehen,
weil das gesamte Ding nun mit Elektronik und anderen Apparaturen gefüllt ist, um die Eigenschaften dieser Teilchen zu messen.
Um die Größe dieses ganzen Dings zu illustrieren – hier steht jemand, wenn man sehr sorgfältig hinschaut.
Die Regel in der Physik ist, wenn man etwas genau messen und Neuland betreten möchte, dann muss die Apparatur generell groß sein.
Wie in der Astronomie, je größer das Teleskop, desto weiter kann man im Universum schauen.
Einige Leute machen den Fehler, dass sie denken, wenn man etwas sehr klein macht, dann kann man kleine Dinge sehen,
aber so funktioniert das nicht.
Eine Fliege hat viel schlechtere Augen als wir.
Eine Fliege kann eine andere Fliege nicht so klar sehen wie wir, weil ihre Augen so klein sind.
Man benötigt große Augen und je größer die Maschine ist, umso genauer kann man schauen.
Eine der Aufgaben, eine der ersten Aufgaben, die dieser Maschine gestellt wurde, war die Aufgabe, das Higgs-Teilchen zu finden.
Nun kann man natürlich fragen, warum wir ein solches Teilchen wirklich wollen?
Stimmt es, dass dieses Teilchen verantwortlich ist für die Massen der anderen Teilchen?
Warum wird es „Gottesteilchen“ genannt?
In diesem Vortrag möchte ich behaupten, dass tatsächlich die Geschichte noch viel komplizierter ist.
Das Higgs-Teilchen ist kein Teilchen, das Masse erzeugt oder so etwas.
Es hat natürlich nichts mit Gott zu tun.
Die tatsächliche Geschichte ist viel interessanter als die religiöse Geschichte,
weil ich behaupten möchte, dass das Higgs-Teilchen ein Erfolg ist, eine Vorhersage der Theorie.
Andere Teilchen wurden durch experimentelle Beobachtung entdeckt,
das J/psi-Teilchen war eine wunderschöne experimentelle Entdeckung.
Und nur die Theoretiker waren später in der Lage zu sagen, warum sie es hätten voraussagen sollen, das aber nicht passierte.
Es gibt viele andere solcher Beispiele, das Higgs-Teilchen ist aber die Ausnahme.
Es ist wirklich das Ergebnis, das glorreiche Ergebnis theoretischer Untersuchungen.
Dieser Vortrag handelt nicht von der Soziologie der Wissenschaft,
beispielsweise wie man seinen Doktorvater auswählt oder wie man in Prüfungen mogelt.
Nein, ich für mich behaupten, dass ich in meiner Karriere viel Glück hatte.
Ich war am richtigen Platz zur rechten Zeit und mit dem richtigen Doktorvater zur richtigen Zeit –
und das trotz meiner Unbeholfenheit in diesen Dingen.
Dieser Vortrag handelt davon, wie man gute Wissenschaft durchführen sollte.
Ich möchte alle hier inspirieren und Sie zu der Erkenntnis bringen, was gute Wissenschaft wirklich ist.
Es geht oft nicht darum, dass man eine große Ahnung oder ein großes Gefühl hat, dass man es jetzt so oder anders machen müsste.
Wichtig ist, dass man präzise ist und sehr genaue Beobachtungen durchführt.
Wenn Ihre Beobachtungen, wenn Ihre Analyse ein wenig präziser und ein wenig einfallsreicher ist als die Ihrer Vorgänger,
dann könnten Sie eine wichtige Entdeckung machen.
Und dazu gibt es viele Beispiele in der Welt.
Wenn man beispielsweise in der Geschichte der Wissenschaft nachforscht –
nur etwa 400 Meter von hier befindet sich eine wunderbare Bibliothek, die alle Werke von Kopernikus und Kepler zeigt.
Sie waren in ihren Beobachtungen nur ein wenig schlauer als ihre Vorgänger.
Und dies war der Anfang wunderbarer Entdeckungen der modernen Wissenschaft.
Es passiert immer wieder.
Man kann sich die Helden der Vergangenheit, wie Newton oder Maxwell, Einstein, Dirac, ansehen.
Wir alle kennen die berühmten Namen in der Physik.
Alles, was diese Leute gemacht haben, war, sorgfältiger, genauer hinzuschauen.
Sie hatten mehr Vorstellungskraft darüber, was vorging.
Und so haben sie ihre Entdeckungen gemacht.
Während meiner Studentenzeit war das, was innerhalb des Atomkerns passierte,
insbesondere innerhalb der subatomaren Teilchen, ein großes Geheimnis.
Viele Dinge waren bekannt, weil natürlich an viele unserer Vorgänger -
hunderte von Nobelpreisen waren auf diesem Gebiet schon vergeben worden.
Es stimmt, viele wichtige Beobachtungen waren schon gemacht worden, aber es gab immer noch viele Geheimnisse.
Die schwache Kraft zum Beispiel.
Wir wussten viel über die schwache Kraft.
Wir verstanden, dass es gewisse Erhaltungsgesetze gab.
Wenn man Ersetzungen dieser Art macht, dann sieht man, dass man zwei Teilchen gleichzeitig ersetzen muss.
Und dann scheint die schwache Kraft eine sehr universelle Art der Kraft zu sein.
Es gibt also Erhaltungsgesetze, die Erhaltung der elektrischen Ladung.
Aber auch die Erhaltung von etwas, was man schwache Ladung nennen könnte oder etwas, das dazu führt,
dass uns diese Kraft an die Elektrizität und andere Kräfte erinnert, die viel besser verstanden sind als diese spezielle Kraft.
Eines unserer Probleme war daher, die schwache Kraft zu verstehen.
Daneben gab es noch die sogenannte starke Kraft.
Das war ein weiteres Kapitel in unserer Geschichte der subatomaren Physik - übrigens genauso interessant.
Aber mein Vortrag wird hauptsächlich von der schwachen Kraft handeln.
Und von den neuen Teilchen, die durch die Erforschung der Eigenschaften dieser schwachen Kraft angeregt werden.
Wenn Sie sehr sorgfältig schauen, werden Sie sagen, es sieht aus, als wären da weitere Teilchen involviert.
Sie haben gestern bereits Professor Veltmans Vortrag gehört.
Er erklärte, dass man den starken Eindruck gewinnt, dass diese schwache Kraft von einem anderen Teilchen vermittelt wird,
dem sogenannten W-Teilchen, W steht für 'weak' oder schwach auf Deutsch –
obwohl Weinberg vielleicht denken mag, dass W für Weinberg steht.
Aber vielleicht ist es wirklich das vermittelnde, krafttragende Teilchen, genau wie ein Photon.
Und es sieht auch ein wenig wie ein Photon aus.
Dann benötigten wir ein weiteres Teilchen, das ich schon erwähnt habe und das sehr wichtig war, das sogenannte Higgs-Teilchen.
Wenn jetzt Leute sagen, dass das Higgs-Teilchen Masse produziert, dann ist das eine saloppe Ausdrucksweise,
weil das sehr gut in PR-Mitteilungen funktioniert.
Wenn man also die Öffentlichkeit beeindrucken will, sagt man: "Wir entdecken das Teilchen, das Masse erzeugt."
Aber es muss fürchterlich sein, sich das auszudenken.
Es funktioniert auch sehr gut, wenn man einen Forschungsvorschlag macht: 'Wir wollen den Ursprung der Masse finden.'
Wenn Sie wissen, was das bedeutet, dann sagen Sie mir es bitte.
Ich denke nicht, dass das Higgs-Teilchen für die Masse verantwortlich ist.
Aber es ist stark mit der Art und Weise verbunden, wie schwere Teilchen funktionieren.
Und man kann sehen, dass seine Wechselwirkungen stark mit den Massetermen verbunden sind,
die es in der Erzeugung von Teilchen gibt.
Es gibt aber etwas, was sehr selten erwähnt wird, wenn Leute sich über das Higgs-Teilchen unterhalten.
Es ist nicht nur verantwortlich für die Masse, es ist auch stark verknüpft mit einer anderen Teilcheneigenschaft:
Zusätzlich zur Masse haben sie Spin.
Alles im Universum, wenn es sich frei im Weltraum bewegt, rotiert.
Galaxien rotieren, Sterne rotieren, Planeten, Asteroiden - alle purzeln irgendwie umher.
Und das machen subatomare Teilchen auch.
Ich muss mich jetzt bei allen Tennis- und Fußballfans hier entschuldigen, aber ich konnte nur einen rotierenden Fußball finden;
ich habe versucht, ihn wie einen Tennisball aussehen zu lassen.
Aber trotzdem, sie rotieren und drehen sich beide, wie Sie sehr gut wissen.
Das ist wichtig, wenn Sie Tennis spielen oder auch wenn Sie Fußball spielen.
Der Spin in Teilchen ist sehr, sehr wesentlich.
Eine detaillierte Beschreibung der schwachen Kraft zeigte, dass die subatomaren Teilchen sich in der Tat drehen,
genau wie ein Tennisball, der durch die Tatsache beeinflusst wird, dass er rotiert.
Auch die Bewegung des subatomaren Teilchens wird beeinflusst durch die Art und Weise, wie es rotiert.
Wenn man also schlau genug ist, kann man die rotierende Bewegung herausbekommen.
Was man hier nutzt, ist sehr einfach, Rotation ist mit einem Erhaltungsgesetz verbunden, der Erhaltung des Drehimpulses.
Und wir alle wissen, was der Drehimpuls im Prinzip ist
und wie das eine kinematische Eigenschaft der Dinge ist, die sich in der Art zeigt, wie Objekte sich bewegen.
Also ja, durch sorgfältige Untersuchung der Teilchenbewegung findet man heraus, dass Teilchen tatsächlich rotieren können.
Wenn man die schwache Kraft betrachtet und begreift, dass die schwache Kraft tatsächlich in zwei Schritten stattfindet,
dann findet man, dass die Teilchen dort ihre elektrische Ladung ändern können.
Was bedeutet, dass sich in der Tat diese Teilchen grundsätzlich vom Elektromagnetismus unterscheiden.
Die elektromagnetische Kraft ändert nie die Ladung eines Teilchens –
es beeinflusst Teilchen, die Masse besitzen, aber die Masse selbst bleibt gleich.
Aber in der schwachen Kraft - wenn sie hier genau hinschauen,
könnte ein geladenes Teilchen und dies ein neutrales Teilchen sein.
Elektrische Ladung wird daher von hier nach da transportiert.
Also ist das ein Photon, das tatsächlich elektrische Ladung übergibt.
Es übergibt auch schwache Ladungen.
Diese Dinge - in einem Sinn, den man nur mathematisch beschreiben kann - diese Teilchen tragen auch eine schwache Ladung.
Das stellt sich als sehr wichtig heraus, weil es so aussieht, als ob diese Kraft, der Betrag der schwachen Ladung,
die man in diesen Teilchen sieht, irgendwie derselbe in all den schwachen Wechselwirkungen zu sein scheint.
Es ist also etwas Allgemeingültiges an dieser schwachen Ladung, genauso allgemeingültig wie die elektrische Ladung.
Wie Sie wissen, wenn Sie Atomphysik oder sogar subatomare Physik studieren,
haben alle Teilchen einen sehr typischen Betrag der elektrischen Ladung, gleich der Ladung des Elektrons oder des Protons.
Das Vorzeichen ist vielleicht anders, manchmal sind sie neutral.
Aber die Ladung kommt in sehr spezifischen, gut definierten Einheiten vor, und etwas Ähnliches passiert bei der schwachen Kraft.
Soweit also, was wir von der schwachen Kraft verstehen.
Aber es gibt mehr.
Eine weitere Entdeckung, die auch mit einem Nobelpreis geehrte wurde, dass etwas Merkwürdiges mit der schwachen Kraft passiert,
wenn man sich rechtshändige und linkshändige Objekte ansieht.
Ich sammle gerne Schneckenschalen, insbesondere wenn ich feststelle,
dass einige Schneckenschalen sich anders herum drehen als andere Schalen.
Dies ist eine Eigenart der Spezies.
In diesem Bild sehen Sie ein rechtshändiges Objekt und ein linkshändiges Objekt.
Sie sehen sehr ähnlich aus, als ob irgendwie während der Evolution die Natur einen kleinen Fehler begangen hat
und dieses hier in das verwandelt hat und dabei seine Eigenschaften nahezu identisch geblieben sind.
Dann entwickelten sie sich ein wenig.
Wenn Sie also genau hinschauen, sind sie nicht genau gleich, aber nahezu gleich.
Wir haben bei den Elementarteilchen eine ähnliche Situation.
Einige Teilchen sehen ziemlich genau wie ihre Spiegelbilder aus, aber nicht ganz, es gibt subtile Unterschiede.
Und diese wurden schon untersucht und qualitativ einigermaßen gut verstanden - aber sie haben auch ein Problem verursacht.
Es war dieses Problem, das uns schließlich dazu veranlasste zu glauben, dass es so etwas wie das Higgs-Teilchen geben muss,
denn wie soll man sonst verstehen, dass es eine Links-Rechts-Asymmetrie unter den Teilchenkräften gibt?
Nun, das war tatsächlich nicht so einfach.
Man kann aber sagen, dass man sehen kann, wie der Spin sich in Relation zur Bewegung dieses Teilchens dreht,
wenn ein Teilchen sich sehr schnell bewegt.
Wenn sich also ein Teilchen schnell bewegt, kann man sagen, ob der Spin links- oder rechtsdrehend ist.
Dies sind die zwei Spiegelbilder, die man haben kann.
Und da Teilchen einen Spin haben, ist diese Helizität genannte Eigenschaft eine sehr wichtige Eigenschaft, die man messen kann,
und man kann überprüfen, wie Dinge sich verhalten.
Und dann passierte etwas sehr Bemerkenswertes mit der schwachen Kraft.
Diese schwachen Ladungen als K-Teilchen scheinen von der Helizität abhängig zu sein, wenn Teilchen zerfallen.
Links-rotierende Teilchen haben eine schwache Ladung, während rechts-rotierende Teilchen oft neutral sind.
Dies trifft beispielsweise auf Neutrinos zu.
Da Neutrinos nur die schwache Kraft fühlen und sonst nichts, kann man nicht einmal rechtshändige Neutrinos erzeugen.
Lange Zeit dachte man, dass es sie überhaupt nicht gibt.
Erst vor kurzem wurde durch die Fortschritte des Standardmodells entdeckt,
dass rechtshändig rotierende Neutrinos wirklich existieren, aber es ist sehr, sehr schwierig sie zu beobachten.
Aber wir sehen ihre Auswirkungen.
Jetzt gibt es etwas Wundervolles, etwas sehr Schönes beim Elektromagnetismus.
Wenn ein Photon mit einem Teilchen hier wechselwirkt, dann bleibt die Helizität gleich.
Wenn dies ein Teilchen mit linker Helizität ist, dann behält das Ding,
das nach der Photonwechselwirkung herauskommt, seine linke Helizität bei.
Das stimmt für Photonen.
Man hat herausgefunden, dass es ein ähnliches Erhaltungsgesetz für die schwache Kraft gibt.
So kann die schwache Kraft funktionieren:
dass die Helizität erhalten bleibt und die schwache Ladung von der Helizität abhängt und die schwache Ladung erhalten bleibt.
Dies alles ist sehr schön, aber es schaffte auch ein Problem.
Die Helizität kann sehr gut für Teilchen ohne irgendeine Masse definiert werden.
Der Grund ist, dass diese Teilchen sich dann mit der Lichtgeschwindigkeit bewegen müssen.
Sie können nie stillstehen, weil wenn sie stillstehen - sie haben keine Masse, keine Energie, kein gar nichts.
Das Teilchen ist einfach Teil des Vakuumraums selbst.
Solche Teilchen existieren nicht.
Nur Teilchen mit Masse können daher zur Ruhe kommen.
Tatsächlich können alle Teilchen mit Masse zur Ruhe gebracht werden.
Was ist denn die Helizität eines Teilchens in Ruhe?
Da ich nicht definieren kann, in welche Richtung es sich bewegt, kann ich Helizität nicht definieren.
Wenn Teilchen sich sehr langsam bewegen, dann ist Helizität eine nicht eindeutige Eigenschaft der Teilchen.
Wenn man sich schneller als das Teilchen bewegt, dann springt seine Helizität um.
Helizität ist daher eine schlecht definierte Eigenschaft für Teilchen mit einer Masse.
Hier war nun unser Problem: Alle Teilchen, die mit der schwachen Kraft assoziiert sind, haben etwas Masse, einige mehr als andere.
Helizität ist daher kein gut definiertes Konzept.
Was also soll man jetzt tun?
Hier ist die andere Weise, wie sich das Problem zeigte.
Veltman erklärte in seinem Vortrag, wie er immer wieder Unendlichkeiten fand,
wenn man diese geschlossenen Schleifen in den Diagrammen findet.
Hier ist also eine geschlossene Schleife.
Wenn man eine geschlossene Schleife hat, werden die Berechnungen, was in diesen Prozessen passiert, sehr viel komplizierter.
Hier kann dann etwas unendlich werden.
Tatsächlich tragen diese Diagramme Unendlichkeiten in sich und es schien unmöglich zu sein, sie zu renormieren.
Veltman hat dann in seinem Vortrag erklärt, dass er herausgefunden hat,
dass diese Teilchen auch auf kompliziertere Art und Weise miteinander wechselwirken müssen.
So stolperten wir über die Yang-Mills-Theorie, die um der reinen Eleganz und rein abstrakten Denkweise willen entwickelt wurde.
Sie schien auch schöner zu sein als andere, um Teilchen zu beschreiben, die sich ein wenig wie dieses Objekt verhalten.
Diese Theorie beschrieb aber die schwache Kraft nicht ganz korrekt,
weil diese Teilchen, diese vermittelnden Teilchen wieder eine Masse haben.
Und wenn sie wieder eine Masse haben, dann weisen sie Probleme mit dem Spin auf.
Probleme, die ein wenig komplizierter sind als die, die ich bei diesen Tierchen erwähnte,
die entweder eine Rechts-Helizität oder Links-Helizität haben.
Aber diese Teilchen haben auch eine Masse.
Helizität ist daher auch für sie kein gut definiertes Konzept.
Und das hat auch Schwierigkeiten mit der Formulierung verursacht, wie Elektromagnetismus verallgemeinert werden sollte,
um diese Teilchen zu beschreiben.
Anders gesagt, es gab Schwierigkeiten, eine akkurate Beschreibung der schwachen Kraft zu erhalten.
Man würde diese Schwierigkeiten nicht feststellen, wenn man keine sehr genauen Berechnungen durchführte.
Und das konnte Veltman sehr, sehr gut machen.
Er war tatsächlich einer der Ersten, die ein Computerprogramm für die Ausführung von Algebra auf einem Computer entwickelte.
Sie müssen daran denken, dass das die 1960er-Jahre waren.
Niemand hatte damals schon Algebra auf einem Computer ausgeführt, Computer waren enorm komplizierte Dinger.
Die großen Computer, für die er jedes Mal nach Amsterdam reisen musste, wenn er eine Berechnung durchführen wollte,
diese großen Computer besaßen viel weniger Rechenleistung, als Ihr Telefon heute es hat.
Aber er musste mit den ganzen Lochkartenstapeln, die er in den Computer einlesen musste, nach Amsterdam reisen.
Dann musste er einen Tag warten, und dann lieferte der Computer die Antwort.
Die Arbeit war damals sehr schwierig.
Aber nur weil er die Dinge so genau durchführte, fand er heraus, dass es in dieser Theorie Schwierigkeiten gab.
Was war also der Grund für diese Schwierigkeit und wie konnte man die Schwierigkeit überwinden?
Veltman hat dann in seinem Vortrag erklärt, wie plötzlich "wie aus der Luft gegriffen ein Teilchen ohne Spin auftauchte
und dieses Teilchen war das Higgs-Teilchen, das mein Problem löste."
Ich möchte hier erklären, dass es nicht völlig aus der Luft gegriffen war.
Sehr genaue und logische Gedankengänge waren nötig, um zu verstehen,
wie das Higgs-Teilchen die verbleibende Schwierigkeit lösen konnte.
Die Schwierigkeiten mit den Spins all dieser Teilchen.
Die Lösung existierte tatsächlich damals schon, hatte aber noch nicht viel Aufmerksamkeit erregt.
Diese beiden Herren, Peter Higgs und François Englert, für ihre Entdeckung im Jahr 1964, etwa um diese Zeit -
ihre Entdeckung erregte die Aufmerksamkeit des Nobel-Kommittees, aber erst viel, viel später.
Aber damals erschien ihre Entdeckung noch total esoterisch.
Aber sie fanden eine Prozedur, die spontane Symmetriebrechung genannt wird.
Es gibt hier einen dritten Namen, Robert Brout.
Es dauerte aber so lange, bis das Higgs-Teilchen schließlich beobachtet wurde
und diesen zwei Herren schließlich den Nobelpreis einbrachte.
Es war es insbesondere Englert, aber ich denke auch Higgs, die ihre tiefe Trauer darüber Ausdruck gaben,
dass Robert Brout ein paar Jahre vorher verstorben war und er sich nicht mehr darüber freuen konnte,
dass sein Werk endlich in Stockholm Anerkennung fand.
Aber so ist das nun einmal, Stockholm vergibt keine Preise posthum.
Man würde sich darüber übrigens auch nicht so sehr freuen.
Das ist traurig, aber Englert sagte, als er den Nobelpreis entgegennahm:
"Ich bin so glücklich, dass nur zwei den Nobelpreis bekommen.
Sie haben Platz gelassen für Robert Brout, der den Nobelpreis gemeinsam mit uns hätte erhalten sollen."
Sie schlugen etwas vor, das 'spontaner Symmetriebruch' genannt wurde.
Spontaner Symmetriebruch bedeutet - spontaner Symmetriebruch ändert alles im Verhalten, das den Teilchen haben.
Zum Beispiel gab er den Teilchen Masse.
Es ist nicht so sehr das Higgs-Teilchen selbst, es ist das gesamte Phänomen des spontanen Symmetriebruchs,
das einen Masseterm zur Gleichung der Teilchen hinzufügen kann.
Der spontane Symmetriebruch kann sehr leicht erklärt werden, insbesondere wenn man aus Mexiko kommt und einen Sombrero trägt.
Dieser Sobrero hat eine perfekte Rotationssymmetrie.
Wenn man einen Tennisball genau auf die Hutspitze setzt, bleibt er dort ewig.
Wenn Sie ein theoretischer Physiker sind, würden Sie sagen:
Er bleibt dort, weil er keine Richtung auswählen kann, in die er fallen möchte.
Aber jeder Experimentalphysiker würden dem widersprechen und sagen, dass er in die Krempe fallen wird.
Wenn aber das Teilchen in der Krempe ist, bekommt die Theorie einen neuen Freiheitsgrad,
nämlich, dass es sich in der Krempe rundherum bewegen kann.
Aber dieses Teilchen nimmt dann den Platz im Feld eines neuen Freiheitsgrads in der Natur ein.
Ein Freiheitsgrad bedeutet, dass man ein neues Teilchen beschreibt.
Solange das Teilchen oben saß, hatte es vier Freiheitsgrade.
Es konnte in vier verschiedene Richtungen rotieren, von denen im Bild nur zwei dargestellt sind.
Aber sobald es in der Krempe sitzt, sind drei der vier Richtungen ununterscheidbar.
Sie entsprechen damit nicht den Teilchen.
Nur eine Komponente entspricht einem Teilchen und das ist die, bei der das Teilchen sich in die radiale Richtung bewegt,
weil in der Transformation die gesamte Kombination aller Felder konstant bleibt.
Diese Feldkombination entspricht einem Teilchen, was das Higgs-Teilchen werden würde.
Dies erfordert Gedankengänge aus der fortgeschrittenen Quantenfeldtheorie,
denen, nehme ich an, viele von Ihnen nicht im Detail folgen werden.
Alles, was ich mit diesem Bild sagen wollte, ist, dass es ein Phänomen gibt, das Symmetriebruch genannt wird;
spontan, weil der Symmetriebruch nicht in den Gleichungen auftritt,
sondern er in der physikalischen Art liegt, wie sich diese Situationen verhalten.
Das Ergebnis daraus ist, dass ein genügend hoher Betrag an Asymmetrie existiert, der auch die schwache Ladung beeinträchtigt.
Die schwache Ladung kann jetzt mit dem Vakuum kommunizieren, so dass sie nicht länger genau erhalten bleibt.
Das finden wir heraus, indem wir sorgfältig die Gleichungen der Theorie ansehen, dass man auf diesem Weg alles ändert.
Man macht die Erhaltung der schwachen Ladung noch zu einer nützlichen Eigenschaft, die man anwenden kann,
um zu sehen, wie die Unendlichkeiten aus den Feynman-Diagrammen verschwinden.
Auch die Unendlichkeiten hatten, wie Veltman erklärt hat, damit zu tun, was bei sehr kleinen Abständen passiert,
wenn man sehr, sehr genau hinschaut, wenn sich Teilchen sehr, sehr nahe kommen.
Wenn Teilchen sich sehr, sehr nahe kommen, verschwindet der Symmetriebruch.
Jetzt kann man die perfekte Symmetrie der schwachen Kraft nutzen, um alle Unendlichkeiten zu beseitigen, auf die man trifft.
Es war also kein vollständiger Zufall, es war eine grundsätzliche, physikalische Eigenschaft des Symmetriebruchs,
die jetzt die Schwierigkeiten lösen würde.
Sollten sie dies ein Gottesteilchen nennen?
Nun, der Begriff 'Gottesteilchen' stammt von einem Physiker eines benachbarten Physikgebiets,
der das Teilchen mit einem zensierten Kraftausdruck bedachte.
Und dann hat der Journalist – also, die Zeitschrift, in der er dies gesagt hat, hat sich geweigert,
das benutzte Wort zu drucken, aber sie sagten, lasst es uns einfach 'Gottesteilchen' nennen.
Seither muss Gott nun verantwortlich für die Erzeugung der Masse sein.
Dies wurde von der Öffentlichkeit angenommen und fügte der ganzen Geschichte natürlich etwas Mystizismus hinzu.
Mein Ziel ist es, den Mystizismus wieder zu beseitigen, es gibt nichts Geheimnisvolles an unserer Arbeit.
Dieses Teilchen lieferte schließlich das letzte Glied im Standardmodell.
Ich veranschauliche das Standardmodell als eine Kiste mit Spielzeug, weil wir gerne mit diesen Dingen spielen.
Aber sie sind fundamentale Bestandteile der Materie.
Dieses eine Teilchen mit seiner perfekt runden Symmetrie, das Higgs-Teilchen, war jetzt das fehlende Glied im Standardmodell.
Es wurde jetzt endlich im LHC beobachtet und gemessen.
Im Jahr 2012 wurde sogar bekannt gegeben, dass das Teilchen durch LHC-Messungen entdeckt wurde.
Wie geht das eigentlich vor sich?
Es ist sehr schwierig.
Wenn man Teilchen mit der Energie zusammenstoßen lässt, wie ich gerade erklärt habe,
dann beträgt der maximale Energiewert, den man erreichen kann, etwa 7 Teraelektronenvolt pro Teilchen.
Bei der Energie kann man schließlich das Higgs sichtbar machen.
Aber selbst bei dieser Energie erzeugt nur einer aus einer Billion Stößen ein Higgs-Teilchen,
ein physikalisches Higgs-Teilchen, das man messen kann.
Es wird auf unterschiedlichen Wegen erzeugt.
Man kann 2 Gluonen haben, die herauskommen, ein Dreieckdiagramm erzeugen und ein Higgs-Teilchen kommt heraus.
Man kann 2 Gluonen haben, die auf unterschiedlichen Wegen Higgs-Teilchen mit einem Top- und einem Anti-Top-Teilchen erzeugen,
damit die Quarks zusammenkommen können und indirekt ein Higgs-Teilchen erzeugen.
Das Higgs-Teilchen selbst kann auf viele verschiedene Arten zerfallen.
Also überprüfen sie alle die Zerfallsprozesse, die auftreten können,
um dann die Möglichkeiten zu identifizieren, bei denen ein Teilchen erzeugt wird.
Wohin führt das alles?
Hier sehen Sie eine Kurve.
Die grüne Kurve hier ist die Kurve, wenn man annimmt, dass sich kein Higgs irgendwo in dieser Domäne aufhält.
Und diese kleine Ausstülpung hier tritt auf,
wenn bestimmte herauskommende Teilchen eine gemeinsame Energie von ein wenig mehr als etwa 125 GeV, Gigaelektronenvolt, besitzen.
Dann erscheint ein kleiner Peak.
Es ist das Problem der Experimentalphysiker herauszufinden, wie signifikant dieser Peak statistisch ist.
Irgendwann finden sie heraus, dass es mehr als fünf Sigma sind, eine Signifikanz von fünf Standardabweichungen.
Es stellt sich heraus, dass es genau die Eigenschaften des Teilchens besitzt.
Dies ist die Entdeckung.
Aber sie fanden in anderen Kanälen auch einen Peak hier, eine Ausstülpung bei genau demselben Massenwert, etwa 126.
Später fanden sie die genauere Zahl.
Jetzt haben sie genauere Messungen, 125,1 GeV ist jetzt die Masse des Higgs-Teilchens.
Ich weiß nicht, wie viele Minuten ich noch habe.
Ungefähr eine.
Ungefähr eine. (Lachen) Ich werde also sehr kurz die derzeitigen Untersuchungen erwähnen,
weil ich glaube, dass dieses Higgs-Teilchen ein glorreiches Ergebnis war
und wir alle außerordentlich glücklich sind, dass die Theorie sich schließlich bestätigt hat.
Wir haben das alles nun besser verstanden als je zuvor.
Was machen wir jetzt?
Eine der großen Schwierigkeiten in unserem Wissenschaftsgebiet, den fundamentalen Eigenschaften der Materie,
ist das Auftreten der schwarzen Löcher.
Schwarze Löcher wurden hier schon mehrere Male erwähnt.
Es ist die Vorstellung, dass Raum und Zeit gekrümmt werden.
Ich habe hier zwei Bereiche des Universums, hier und hier.
Die grünen und die braunen Bereiche sind zwei Teile des Universums.
Aber das schwarze Loch tritt notwendigerweise in Übereinstimmung mit Einsteins Gleichung auf.
Es hat zuviel Masse akkumuliert.
Und dann passiert das Folgende.
Es gibt dann etwas, was wir Wurmloch nennen, das zwei Bereiche des Universums verbindet.
Es klingt sehr mysteriös, so mysteriös, dass Leute immer noch zweifeln, ob es tatsächlich auftritt.
Aber wenn man die Berechnungen wieder präzise genug durchführt,
dann besteht kein Zweifel, dass schwarze Löcher erzeugt werden können.
Und tatsächlich wurden sie von einigen von uns auf viele unterschiedliche Weisen beobachtet.
Es gibt also keinen Zweifel an der Existenz der schwarzen Löcher.
Die Schwierigkeit tritt aber nur auf, wenn man versucht, die Quantenmechanik auf dieses System anzuwenden.
Wenn man sagt, das schwarze Loch sollte, als Gesamtheit, auch den Gesetzen der Quantenphysik gehorchen,
denen der kleinsten Materieelementen.
Schwarze Löcher sind normalerweise sehr, sehr groß und da sie groß sind, bemerkt man keine Quanteneffekte.
Aber wenn man sie bemerkt, und das war eine jüngste Entdeckung, -
und ich denke, es ist wichtig, dass Sie verstehen, was es wirklich bedeutet -, dann ist dort etwas seltsam.
Wenn man hier wieder ein schwarzes Loch hat, so wie dieses, und wenn man dann auf dieser Seite in das schwarze Loch hineingeht,
käme man auf der anderen Seite wieder heraus.
Die Leute hatten nie begriffen, dass dies eine Vorhersage der Quantentheorie ist.
Dass, wenn man auf einer Seite hereingeht, man auf der anderen herauskommt.
Aber man kommt heraus mit der Zeit invertiert, der Parität invertiert, der Ladung invertiert.
Man kommt also auf sehr merkwürdige Weise wieder heraus.
Sie würden sagen, das ist unmöglich.
Ist es auch nicht, weil es hier noch ein kleines Problem gibt.
Man kommt nur heraus, wenn man sich innen schneller als die Lichtgeschwindigkeit bewegen kann.
Das kann man aber nicht, und daher kommt man nicht wirklich heraus.
Aber Quantenoszillationen kommen heraus.
Die Quantenoszillationen hier sind korreliert mit den Quantenoszillationen hier oder verschränkt, wie man heute sagt.
Eine wunderbare, neue Entdeckung.
Und ich denke, diese wird uns einiges über die Struktur von Raum und Zeit auf Arten erzählen,
die wir nur in der Zukunft verstehen werden.
Mit anderen Worten, es gibt auf unserem Gebiet in der Zukunft noch viel zu tun.
Die Vorsitzende warnt mich, dass meine Zeit vorüber ist.
Vielen Dank.
(Applaus)