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Higgsboson
Simulation des hypothetischen Zerfalls eines Higgs-Bosons, CMS/CERN

Es Higgs-Boson, Higgs-Partikel oder Brout-Englert-Higgs-Teilchen ist ein zu Peter Higgs genannt Elementarteilchen das 1964 von 1964 François Englert und Robert Brout wurde zuerst vorhergesagt.[1] Am 4. Juli 2012 wurde bekannt gegeben, dass die Verwendung der Large Hadron Collider Es wurde ein Teilchen entdeckt, dessen Masse der des Higgs-Bosons entspricht.[2] Am 14. März 2013, von CERN wieder bedingt bestätigt, dass das Teilchen existiert.[3]

Das Higgs-Boson ist grundlegend: Es muss existieren, um Standardmodell der Teilchenphysik um es richtig zu machen. Es ist der Träger der Higgs-Feld, das im Großen und Ganzen Universum ist anwesend. Die Higgs-Bosonen geben alle anderen Teilchen Masse.[4] Das fehlende Puzzleteil wird in den populären Medien auch als Gott Partikel genannt, etwas, das Physiker im Allgemeinen verabscheuen, weil es ein irreführender Begriff ist.[5][6]

Nach einigen neuen Theorien, insbesondere Theorien mit Supersymmetrie, gäbe es nicht eine Art von Higgs-Bosonen, sondern eine Familie verschiedener Higgs-Bosonen.

Das Higgs-Boson wird Spinne 0 und zerfällt durch Muster, die sehr vorhersehbar sind.

Masse eines Higgs-Bosons

Zwei Gluonen kollidieren und bilden ein Higgs-Boson

Das Standardmodell kann die Masse eines Higgs-Bosons nicht vorhersagen. Die experimentelle Suche nach dem Higgs-Boson am LEPExperimente haben eine untere Grenze von 114 GeV/c² bestimmt. Die meisten Vorhersagen besagen, dass das „leichteste“ Higgs-Boson (es kann mehrere Higgs-Bosonen mit unterschiedlichen Massen geben) eine Masse haben, die nur geringfügig höher ist, als die aktuelle Technologie zeigen kann, etwa 125 GeV/c² oder weniger.

Die Jagd auf das Higgs-Boson fand in der Tevatron-Beschleuniger der Fermilab in Chicago, aber das Tevatron ist seit dem 30. September 2011 geschlossen. Mit der Ankunft der Large Hadron Collider (LHC) an der CERN im Genf, das am 10. September 2008 eingeweiht wurde, hoffte man, dass das Higgs-Boson schließlich tatsächlich beobachtet werden würde.

Massengrenzen des Higgs-Bosons

Zwei Quarks kollidieren und bilden ein Higgs-Boson

Mit einer Masse von 125,3GeV/c², so scheint es, dass das Standardmodell bis zu den theoretischen Grenzen verwendbar bleibt, die durch die Dielenlänge, um 1016 TeV/c².

Viele Theoretiker erwarten, dass völlig neue Gesetze der Physik gelten, bevor die Grenze der TeV-Massen erreicht ist. Sie begründen dies mit einer Reihe von Unregelmäßigkeiten im Standardmodell. Die höchstmögliche Masse, die das Higgs-Boson haben könnte, ohne dass das Standardmodell inkonsistent wird, beträgt etwa 1 TeV/c² (etwa 1000 .).Sie).

Beobachtungen und Theorie liefern Hinweise auf Grenzen, innerhalb derer diese Masse fallen muss. Dies betrifft vor allem die bestehenden Messungen der Masse des Top-Quark und der W- und Z-Bosonen.

Das Higgs-Boson spielt wie das Top-Quark aufgrund von Quantenkorrekturen höherer Ordnung eine kleine, aber messbare Rolle bei der Produktion von W- und Z-Bosonen. Die Kombination der Messungen hat eine (indirekte) Obergrenze von ca. 144 GeV/c² ergeben. Ein pikantes Detail ist, dass die wahrscheinlichste Masse nach dieser indirekten Methode bei (nur) 76 GeV/c² liegt. Dieser niedrige Wert wurde jedoch bereits durch die (direkte) Suche nach dem Higgs-Boson am . ausgeschlossen LEP-Experimente, die eine untere Grenze von 114 GeV/c² ermittelten.

Entdeckung des Higgs-Bosons

Am 13. Dezember 2011, CERN, das Europäische Zentrum für Kernforschung, gab bekannt, in den LHC-Messergebnissen Hinweise darauf gefunden zu haben, dass ein neues Teilchen, möglicherweise das Higgs-Boson, existiert. Das Boson war wahrscheinlich 2,3 σ (97%) beobachtet von den ATLAS- und CMS-Detektoren der Large Hadron Collider.

Am 4. Juli 2012 wurde offiziell bekannt gegeben, dass ein neues Teilchen (mit einem ganzzahligen Spin ungleich 1 und damit möglicherweise das Higgs-Boson) gefunden wurde. Die Masse beträgt 125,3 (±0,6) GeV/c² mit einer Wahrscheinlichkeit von 4,9 σ.[2] Weitere Forschungen müssen zeigen, ob es sich bei diesem Teilchen tatsächlich um das (leichteste) Higgs-Boson oder um ein anderes neues Teilchen handelt: ein weiteres neues fundamentales Teilchen oder (wahrscheinlicher) ein neues zusammengesetztes Teilchen.

'Gott Partikel'

Ein Spitzname - nicht unter Physikern - des Higgs-Bosons ist "God Particle", auf Englisch Gott Partikel.[7] Laut Forschern wurde dieser Name erstmals 1993 verwendet. Der Physiker und Nobelpreisträger Leon Lederman schrieb ein Buch über das Teilchen mit dem Titel Das Gottesteilchen: Wenn das Universum die Antwort ist, was ist dann die Frage? Lederman soll Freunden erzählt haben, dass er sein Buch haben wollte Das gottverdammte Teilchen wollte erwähnen, um den Frust über das noch nicht auffindbare Teilchen auszudrücken. Sein Verleger hätte diesen Titel nicht akzeptiert, möglicherweise weil er den Gläubigen schaden könnte. Er hätte den endgültigen Titel vorgeschlagen.

"Lederman hat viel zu erklären", sagte der britische Forscher Peter Higgs, der in den 1960er Jahren die Existenz des Teilchens voraussagte. James Gillies, Sprecher des CERN, war nachsichtiger. „Das Teilchen hat natürlich nichts mit Gott zu tun“, erklärte er. „Aber ich verstehe, warum die Leute es so nennen. Die Natur kann ohne das Higgs-Boson nicht verstanden werden.'

Nobelpreis

Im Jahr 2013 wurde die Nobelpreis für Physik François Englert und Peter Higgs für die Entdeckung des Brout-Englert-Higgs-Bosons verliehen. Robert Brout war bereits 2011 verstorben.

Weiterlesen

  • (und) Baggott, Jim: Higgs: Die Erfindung und Entdeckung des „Gott-Teilchens“, Oxford University Press 2012, 304 S.
  • (NL) Ströykens, Steven: Fand es! Wie das Higgs-Boson unsere Welt veränderte, Bezige Bij Antwerpen, 2013, 303 S.
  • (und) Tonelli, Guido: solvayinstitutes.be Stellt sich der skalaren Herausforderung[toter Link] (Ergebnisse CERN Mai 2013)
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