Interessantes zu Theoretischer Physik

Higgs-Feld, Higgs-Teilchen, Higgs-Boson

Was das Higgs-Teilchen vom Higgs-Feld unterscheidet

Die Beziehung zwischen dem Higgs-Feld und dem Higgs-Boson hat starke Ähnlichkeit mit der Beziehung zwischen dem elektromagnetischen Feld und einem Photon:

Ein Feld ist vergleichbar einer ruhenden Wasseroberfläche. Sobald man das Feld aber "kitzelt" (d.h.
sobald Energie zugeführt wird, etwa durch Antippen der Wasseroberfläche mit dem Finger oder durch Quantenfluktuation, d.h. durch spontanes Entstehen und Vergehen virtueller Teilchen) können diese Energieschwankungen zum Entstehen von Wellen im Feld führen, die sich — wo sie mit anderen Wellen kollidieren — als Teilchen zeigen.

Für die Annahme, dass Higg's Theorie — der sog. Higgs-Mechanismus — richtig ist, spricht wenigstens die Tatsache, dass er uns derzeit als einzig mögliche Erklärung dafür erscheint, dass gewisse Elementar­teilchen Masse haben.

Ansonsten spricht dafür, dass — falls es das Higgs-Teilchen nicht gäbe, oder es schwerer wäre als etwa 800 GeV — das Standardmodell für die Wechselwirkung bei hohen Energien Vorhersagen machen würde, die offensichtlich falsch sind (da sie von Wahrscheinlichkeiten größer als 1 sprechen).

Unter der Voraussetzung, dass das Higgs-Boson nicht besonders schwer ist, stellt sich die Frage, warum man es so lange nicht gefunden hat. Das aber hängt mit seinen Eigenschaften zusammen. Schließlich würde man ein Teilchen, das überhaupt nicht wechselwirkt, nie sehen, ganz egal wie leicht es ist. Auch Zerfallsprodukte könnte man nur finden, wenn Zerfall tatsächlich (und nicht allzu selten) stattfindet.

Wie seit März 2013 feststeht, tritt das Higgs-Boson bei den Partikelkollisionen in der 27 Kilometer langen Beschleunigerröhre des LHC äußerst selten auf: Die Forscher müssen im Durchschnitt rund eine Billion Mal Protonen zusammenstoßen lassen, um ein einziges Higgs-Boson zu beobachten. Um alle Zerfallsarten zu erfassen, sind entsprechend mehr Versuche notwendig.
Wissenswertes zu "Higgs-Boson, Higgs-Teilchen, Higgs-Feld" zusammengestellt durch Gebhard Greiter.
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