Wenn Sie morgens auf die Waage kommen, hoffen Sie möglicherweise, dass eine kleinere Anzahl als am Vortag registriert wird-sie können hoffen, dass Sie Gewicht verloren haben., Es ist die Menge an Masse in dir, plus die Schwerkraft, die dein Gewicht bestimmt. Aber was bestimmt Ihre Masse? , Dass ist eine der am häufigsten gestellten und sehr heftig umworbenen Fragen in der heutigen Physik. Viele der Experimente, die in den Teilchenbeschleunigern der Welt zirkulieren, untersuchen den Mechanismus, aus dem Masse entsteht. Wissenschaftler am CERN sowie am Fermilab in Illinois hoffen, das zu finden, was sie das „Higgs-Boson“ nennen.“Higgs, glauben sie, ist ein Teilchen oder eine Gruppe von Teilchen, die anderen Masse geben könnten., Die Idee eines Teilchens mit einem anderen Masse ist ein wenig counter-intuitive… Ist Masse nicht ein inhärentes Merkmal der Materie? Wenn nicht, wie kann eine Entität allen anderen Masse verleihen, indem sie einfach vorbeischwebt und mit ihnen interagiert?
Higgs-ähnliches Teilchen Entdeckt! Am 4. Juli 2012 gab das CERN die Entdeckung eines neuen subatomaren Teilchens bekannt, das mit dem Higgs—Boson übereinstimmt-einem Teilchen, nach dem seit den 1970er Jahren gesucht wird., Ob es das Higgs ist oder etwas, das ihm sehr ähnlich ist, ein neues Teilchen ist eine historische Entdeckung. Siehe „Higgs in Reichweite“ auf der Website des CERN.
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artwork: CERN Klicken Sie auf das Bild oben für eine hilfreiche cartoon Erklärung des Higgs-Mechanismus.
Eine oft zitierte Analogie beschreibt es gut: Stellen Sie sich vor, Sie sind auf einer Hollywood-Party. Die Menge ist ziemlich dick und gleichmäßig im Raum verteilt, plaudert., Wenn der große Stern ankommt, versammeln sich die Leute, die der Tür am nächsten sind, um sie herum. Während sie sich durch die Party bewegt, zieht sie die Menschen an, die ihr am nächsten sind, und diejenigen, die sie wegzieht, kehren zu ihren anderen Gesprächen zurück. Durch das Sammeln einer schwindelerregenden Gruppe von Menschen um sie herum hat sie an Dynamik gewonnen, ein Hinweis auf Masse. Sie ist schwerer zu verlangsamen, als sie ohne die Menge wäre. Sobald sie aufgehört hat, ist es schwieriger, sie wieder in Gang zu bringen.
Dieser Clustering-Effekt ist der Higgs-Mechanismus, postuliert vom britischen Physiker Peter Higgs in den 1960er Jahren., Die Theorie geht davon aus, dass eine Art Gitter, das als Higgs-Feld bezeichnet wird, das Universum füllt. Dies ist so etwas wie ein elektromagnetisches Feld, da es die Teilchen beeinflusst, die sich durch es bewegen, aber es hängt auch mit der Physik fester Materialien zusammen. Wissenschaftler wissen, dass, wenn ein Elektron ein positiv geladenes Kristallgitter von Atomen (ein Feststoff) passiert, die Masse des Elektrons bis zu 40 Mal zunehmen kann., Dasselbe könnte im Higgs-Feld zutreffen: Ein Teilchen, das sich durch es bewegt, erzeugt ein wenig Verzerrung-wie die Menge um den Stern auf der Party – und das verleiht dem Teilchen Masse.
Foto: CERN Wissenschaftler am CERN nutzen den riesigen ALEPH-Detektor bei ihrer Suche nach dem Higgs-Teilchen.
Die Frage nach der Masse war besonders rätselhaft und hat das Higgs-Boson als einziges fehlendes Stück des Standardmodells noch nicht entdeckt., Das Standardmodell beschreibt drei der vier Kräfte der Natur: Elektromagnetismus und die starken und schwachen nuklearen Kräfte. Elektromagnetismus ist seit vielen Jahrzehnten ziemlich gut verstanden. In letzter Zeit haben Physiker viel mehr über die starke Kraft gelernt, die die Elemente der Atomkerne miteinander bindet, und die schwache Kraft, die Radioaktivität und Wasserstofffusion regelt (die die Energie der Sonne erzeugt).
Elektromagnetismus beschreibt, wie Teilchen mit Photonen interagieren, winzigen Paketen elektromagnetischer Strahlung., In ähnlicher Weise beschreibt die schwache Kraft, wie zwei andere Entitäten, die W-und Z-Teilchen, mit Elektronen, Quarks, Neutrinos und anderen interagieren. Es gibt einen sehr wichtigen Unterschied zwischen diesen beiden Wechselwirkungen: Photonen haben keine Masse, während die Massen von W und Z riesig sind. Tatsächlich sind sie einige der massivsten bekannten Teilchen.
Die erste Neigung besteht darin anzunehmen, dass W und Z einfach existieren und mit anderen Elementarteilchen interagieren. Aus mathematischen Gründen werfen die riesigen Massen von W und Z jedoch Inkonsistenzen im Standardmodell auf., Um dies anzugehen, postulieren Physiker, dass es mindestens ein anderes Teilchen geben muss – das Higgs-Boson.
Die einfachsten Theorien sagen nur ein Boson voraus, aber andere sagen, dass es mehrere geben könnte. Tatsächlich ist die Suche nach dem Higgs-Teilchen eine der aufregendsten Forschungen, da dies zu völlig neuen Entdeckungen in der Teilchenphysik führen könnte. Einige Theoretiker sagen, dass es völlig neue Arten starker Wechselwirkungen ans Licht bringen könnte, und andere glauben, dass die Forschung eine neue grundlegende physikalische Symmetrie namens „Supersymmetrie“ aufdecken wird.,“
Foto: CERN CERN-Wissenschaftler waren sich nicht sicher, ob diese vom ALEPH-Detektor aufgezeichneten Ereignisse das Vorhandensein eines Higgs-Bosons anzeigten. Schauen Sie sich die unten aufgeführten Links an, um die neuesten Informationen zur Suche nach dem Higgs-Boson zu erhalten.
Zunächst wollen Wissenschaftler aber herausfinden, ob das Higgs-Boson existiert. Die Suche läuft seit über zehn Jahren, sowohl beim Large Electron Positron Collider (LEP) des CERN in Genf als auch bei Fermilab in Illinois. Um nach dem Teilchen zu suchen, müssen Forscher andere Teilchen mit sehr hohen Geschwindigkeiten zusammenschlagen., Wenn die Energie aus dieser Kollision hoch genug ist, wird sie in kleinere Materiebits umgewandelt-Teilchen-von denen eines ein Higgs-Boson sein könnte. Das Higgs wird nur für einen kleinen Bruchteil einer Sekunde dauern und dann in andere Teilchen zerfallen. Um festzustellen, ob das Higgs bei der Kollision auftrat, suchen die Forscher nach Beweisen dafür, in was es verfallen wäre. Im August 2000 sahen Physiker, die am LEP des CERN arbeiteten, Spuren von Teilchen, die zum richtigen Muster passen könnten, aber die Beweise sind immer noch nicht schlüssig., LEP wurde Anfang November 2000 geschlossen, aber die Suche wird bei Fermilab in Illinois fortgesetzt und wird am CERN wieder aufgenommen, wenn der LHC (Large Hadron Collider) in 2005 Experimente beginnt.
Für aktuelle Informationen über die Suche nach dem Higgs-Boson: LHC Fermilab ALEPH (LEP Experiment) OPAL (LEP Experiment) L3 (LEP Experiment) DELPHI (LEP Experiment)
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