Große Vereinheitlichung und Higgs-Felder: im Vakuum ist jede Menge los

Kommentare (13)

1. #1 Akjehr

   22. Mai 2010

   Schöne Erklärung der spontanen Symmetriebrechung und des Higgs-Mechanismus. Aber ich kann mir ein paar Anmerkungen nicht verkneifen ;-).

   “wieso die Dinge eigentlich eine Masse haben” erklärt imho der Higgs-Mechanismus nur zu einem kleinen Teil: Den überwiegenden Teil der Masse (der normalen Materie) machen die Nukleonen der Atomkerne aus. Und deren Masse besteht zum Großteil aus Bindungsenergie der drei Quarks (+Gluonen+virtuelle Quarks+…). Die eigentliche Masse der drei Quarks (die aus der Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld resultiert) spielt nur eine geringe Rolle.

   Soweit ich weiß wurde der Higgs-Mechanismus eingeführt, um massive Eichbosonen (die W- und Z-Bosonen) zu erklären. Würde man diesen Teilchen “per Hand” Masse zuweisen (wie dies bei Leptonen und Quarks im Grunde funktionieren würde), bräche dies die Eichsymmetrie und die Theorie wäre nicht mehr renormierbar. Die einfachste Lösung dieses Problems ist eben der Higgs-Mechanismus, der dann quasi nebenbei noch die Massen der anderen Teilchen “erklärt”. (“erklärt” in Anführungszeichen, weil dieser Mechanismus ja die unterschiedlichen Massen der Teilchen nicht wirklich erklärt oder vereinfacht. Statt unterschiedlicher Massen hat man halt unterschiedliche Kopplungsstärken an das Higgs-Feld.)

2. #2 Stargazer

   23. Mai 2010

   Ausnahmsweise macht mich diesmal mißtrauisch, daß das alles so schön logisch aufgeht, daß sogar ein Laie wie ich die Zusammenfassung kapiert (oder es zumindest glaubt). Danke daher an Florian für die Verständlichkeit – und die Frage: wo ist der Pferdefuß, von der Fahndung nach dem Higgs-Teilchen mal abgesehen? ^^

3. #3 Christian M.

   23. Mai 2010

   Ich verstehe nicht ganz, warum Wasser in der flüssigen Form symmetrisch sein soll, Eis aber nicht. Eigentlich weist ein Kristall als Zustand der niedrigsten Entropie doch auch den höchsten Grad an Symmetrie auf. Egal, welches Wassermolekül ich mir angucke, jedes hat die gleiche Umgebung, nämlich 6 andere Wassermoleküle um sich herum, schön entprechend der Polaritäten aufgereiht wie Perlen an einer Schnur.

   Wenn ich das Wasser jetzt aber über den Schmelzpunkt hinweg auftaue, wird das ganze amorph und manche Moleküle haben noch 4 Nachbarn, andere haben 2 oder 3 und die Orientierung ist auch wild in alle Richtungen. Im Gas haben wieder alle Moleküle die gleiche Umgebung, nämlich bei einigermaßen niedrigen Drücken, überhaupt keine Nachbarn.

   Aber aus meinem Grundverständnis würde ich annehmen, dass Wasser in der flüssigen Phase die niedrigste Symmetrie besitzt. Wahrscheinlich liegt es an meiner Definition von “Symmetrie”. Kannst du das ganze nochmal für einen armen Molekülklempner erklären?

4. #4 perk

   23. Mai 2010

   Ich verstehe nicht ganz, warum Wasser in der flüssigen Form symmetrisch sein soll, Eis aber nicht. Eigentlich weist ein Kristall als Zustand der niedrigsten Entropie doch auch den höchsten Grad an Symmetrie auf. Egal, welches Wassermolekül ich mir angucke, jedes hat die gleiche Umgebung, nämlich 6 andere Wassermoleküle um sich herum, schön entprechend der Polaritäten aufgereiht wie Perlen an einer Schnur.

   nein du verwechselst ordnung mit symmetrie
   eis ist weder rotations noch translationssymmetrisch sondern nur unter transformationen mit bestimmten winkeln (90°) und bestimmten längen (ein gitterabstand) invariant
   die kontinuierlichen symmetrien des flüssigen wassers sind also in diskrete gebrochen

5. #5 hiergiltdiestfu

   24. Mai 2010

   “Da dieses Feld immer einen Wert ungleich Null hat, durchdringt es den gesamten Raum.”

   Dieser Zusammenhang erschließt sich mir nicht. Elaborate pls.

6. #6 Florian Freistetter

   24. Mai 2010

   @hiergiltdiestfu: Wenn das Feld einen Wert von Null hätte, dann wäre es nicht da. Da das nicht der Fall ist, ist es aber da – es “durchdringt den ganzen Raum”; überall ist das Feld vorhanden; eben weil es nicht Null ist.

7. #7 hiergiltdiestfu

   25. Mai 2010

   OK, vielen Dank – so macht das Sinn. Im Artikel klingts so wie: bei Null wär es noch da, würde aber nicht den gesamten Raum durchdringen.

8. #8 Manea-K

   25. Mai 2010

   @ Florian:
   Moment, dass es ohne Higgs-Feld nur noch eine Teilchensorte geben soll leuchtet mir nicht ein. Masse ist ja nicht die einzige Quantenzahl in der sich verschiedene Teilchen unterscheiden.
   OK, bei verschwindendem Higgs sind alle Teilchen masselos und elektromagnetische und schwache Kernkraft sind identisch, soweit folge ich Dir.
   Aber erstens kann ich doch immer noch zwischen Photonen und Topquarks unterscheiden, weil erstere Bosonen (ganzzahliger Spin) und letztere Fermionen (halbzahliger Spin) sind, und zweitens ist meines Wissens die starke Kernkraft unbeeinflusst vom Higgsmechanismus, ich koennte also immer noch Quarks (stark wechselwirkend) und Leptonen (nicht stark ww) voneinander unterscheiden. Weiterhin sind auch bei vereinheitlichter elektroschwacher Kraft die Fermionen immer noch in Dubletts angeordnet, also habe ich (up-type < -> down-type)-Quarkpaare zwischen denen die elektroschwache Kraft vermittelt und analog fuer die Leptonen. Hab ich da jetzt irgendwas grob missverstanden?

9. #9 Florian Freistetter

   25. Mai 2010

   @Manea-K: Hab ich gesagt, dass es nur eine Teilchensorte geben soll? Was ich meinte und was Greene geschrieben hat war, die Kräfte vereinheitlicht werden (weil die Botenteilchen ununterscheidbar sind). Ich bin allerdings kein Experte für Teilchenphysik – kann also auf die Schnelle nicht mehr dazu sagen, als ich in Greenes Buch gelesen habe. Sorry.

10. #10 Manea-K

    25. Mai 2010

    @Florian:
    Zumindest verstehe ich so die Saetze

    Wenn es aber keinen Unterschied mehr zwischen den Teilchen gab, dann macht es auch keinen Sinn, von verschiedenen Teilchen zu sprechen. Wenn es keine Möglichkeit gibt, zwischen Photon und top-Quark zu unterscheiden, dann sind Photon und top-Quark identisch.

    Wenn es Dir nur um die Vereinheitlichung der Kraefte geht, stimmt das so meines Wissens nach nicht. Zumindest Photon und Top-Quark bleiben unterscheidbar, da das eine ein Kraftteilchen und das andere ein Materieteilchen ist.
    Es kann sein, dass es per Supersymmetrie Moeglichkeiten zur Vereinheitlichung dieser Teilchen gibt, da weiss ich allerdings nicht genug von, aber das waere dann sowieso eine andere Geschichte und vom Higgs-Mechanismus unabhaengig.

11. #11 Karl Gross

    11. August 2012

    Die Idee von Peter Higgs ist unlogisch. In 1kg Masse ist eine Energie von 90 Billiarden Joule gebunden d.h. 1mg entspricht der Energie um 1000 T 9000 m hochzuheben. Diese Bindung kann NUR durch eine kinetische Kollision entstanden sein. Weil Energie im Universum nicht erzeugt werden kann muss die kinetische Energie von aussen erfolgt sein.Die Umwandlung der kinetischen Energie erfolgte durch streifende Friktion der Massequanten in Rotations-energie d.h. die Hadronen müssen rotieren. Die Erklärung von Dr, Harald Lesch, Masse besteht aus ” gegorener ” Energie zeugt von völligem Unverständnis. Der Urknall hatte nicht genug Energie um mc Quadrat zu erzeugen sondern nur m d.h. m war 90 Bill. mal leichter und konnte ohne Inflation verteilt werden. ” Raum ” besitzt keine physik. Eigenschaften.

12. #12 Compuholic

    11. August 2012

    Ne, is klar.

    Haben Sie die Pillen eigenmächtig abgesetzt?

13. #13 Unwissend

    11. August 2012

    Die Idee von Karl Gross ist unlogisch in wirklichkeit lief alles

    so ab