Die Chancen stehen ja sehr gut, dass das gerade am CERN gefundene Teilchen tatsächlich das berühmte Higgs-Boson ist. Aber die Kommentare hier auf den Scienceblogs zeigen, dass vielen nicht so ganz klar ist, was das Higgs-Boson eigentlich genau ist und wie es anderen Teilchen “Masse verleiht”. Sehr detailliert habe ich das beim letzten Higgs-Boom im Dezember erklärt, aber ich gebe zu, dass der zweiteilige Text dort ein bisschen Arbeit braucht, um ihn zu verstehen.

Hier erst mal die Super-Ultrakurz-Fassung, sozusagen die “Partyversion” (so würden Physiker es auf Parties erklären, wenn man Physiker zu Parties einladen würde…):

Eigentlich sind alle Materieteilchen masselos. Dass es für uns so aussieht, als ob sie doch Masse besitzen (und deswegen nicht mit Lichtgeschwindigkeit fliegen) liegt daran, dass sie gebremst werden. Das ist ganz ähnlich zu Licht: Fliegt Licht durch Glas, wird es auch gebremst, die Lichtgeschwindigkeit im Glas ist kleiner. (Das ist verantwortlich für die Lichtbrechung.) 

Nachtrag: Dank kluger Kommentatoren habe ich gemerkt, dass das hier missverständlich ausgedrückt ist. “Bremsen” ist hier so gemeint, dass ich beim Beschleunigen eines Teilchens für eine bestimmte Energiemenge weniger Geschwindigkeit herausbekomme. Deswegen streiche ich die Analogie zum Licht lieber, die ist vielleicht irreführender als ich dachte. “Bremsen” ist also eher so zu verstehen, wie man auch sagt, dass Reibung das
Auto “bremst”, auch wenn man gerade aufs Gaspedal drückt (ohne Reibung
würde man stärker beschleunigen können).

Das “Medium”, das die Materie bremst, ist allerdings nicht Glas, sondern das sogenannte Higgsfeld. Weil es überall im Universum ist, merken wir davon nichts – genauso wie man von der umgebenden Luft nichts merkt, wenn es windstill ist. Um trotzdem nachzuweisen, dass es dieses Higgsfeld gibt, muss man das Feld an einer Stelle sozusagen “verdichten” – so wie man in der Luft Wellen machen kann, die man als Wind spürt oder als Geräusch hören kann. Diese “Verdichtung” des Higgsfeldes ist das Higgsteilchen.

Wenn es wirklich nachgewiesen wurde, dann ist das auch ein Beleg dafür, dass es das Higgsfeld gibt (das wir ja direkt nicht bemerken, weil es eben überall ist) und dass die merkwürdige Idee, dass Materieteilchen eigentlich masselos sind, richtig ist. Wenn es dagegen nicht existiert, dann sind unsere physikalischen Theorien falsch und wir müssen uns etwas neues einfallen lassen.

So, das war die Kurz-Kurz-Fassung. Und jetzt die Kurzfassung (Die Langfassung wie gesagt hier):

Dass alle Materie aus Elementarteilchen besteht, hat sich ja inzwischen rumgesprochen. Für uns im Alltag relevant sind zunächst mal die Protonen und Neutronen, aus denen die Atomkerne bestehen, und die Elektronen, die die Atomkerne umkreisen und mit ihnen zusammen ganze Atome bilden.

Protonen und Neutronen sind allerdings gar nicht wirklich elementar, sondern aus kleineren Teilchen zusammengesetzt, den Quarks.

Zwischen diesen Elementarteilchen wirken Kräfte. Elektronen und Protonen sind elektrisch geladen und ziehen sich gegenseitig an. Das funktioniert dadurch, dass sie miteinander Teilchen austauschen, sie werfen sich sozusagen ständig Bälle zu. (Dass dieses Bälle-Zuwerfen in einer Anziehung resultieren kann und nicht in einer Abstoßung, wie man anschaulich erwarten könnte, ist ziemlich knifflig zu erklären – für heute bitte ich euch einfach mal, mir das zu glauben.) Diese “Bälle” sind auch Elementarteilchen, nämlich Photonen. Photonen kennt man aus dem Alltag auch, denn es sind die Teilchen, aus denen Licht besteht.

Es gibt aber noch zwei andere Wechselwirkungen zwischen den Elementarteilchen (die Gravitation lasse ich außen vor, weil wir zur Zeit nicht wissen, wie die auf Elementarteilchenebene funktioniert). Eine ist die starke Kernkraft, die die Quarks zu zusammenhält, dass sich eben Protonen und Neutronen bilden können. Sie ist so stark, dass man ein Proton oder Neutron nicht in seine Bestandteile zerreißen kann – wenn man es versucht, dann entstehen aus der dazu benötigten Energie jede Menge neue Teilchen. Die Teilchen, die die starke Kernkraft vermitteln, heißen “Gluonen” – sie sind zwar sehr interessant, haben aber mit dem Higgsteilchen wenig zu tun.

Und dann gibt es noch die schwache Kernkraft. Sie kann Teilchen ineinander umwandeln, beispielsweise eine Quarksorte in eine andere – dabei wird dann aus einem Neutron ein Proton (das passiert beim radioaktiven Zerfall) oder aus einem Elektron wird ein Neutrino. (Die berühmten Neutrinos, die man auch “Geisterteilchen” nennt (anders als “Gottesteilchen” ein sehr treffender Name, weil sie feste Materie fast ohne Wechselwirkung durchdringen können), habe ich bisher nicht erwähnt, sie sind auch für das Higgsteilchen nicht soo wichtig.)

Die schwache Kernkraft wird auch durch Teilchen vermittelt. Diese tragen den unglaublich schicken Namen “intermediäre Vektorbosonen” – weil sich das kein Mensch merken kann, nennt man sie meist einfach “Vektorbosonen” oder man bezeichnet sie mit ihren Kürzeln W und Z. Das Z-Teilchen ist elektrisch neutral, vom W-Teilchen gibt es zwei, ein positiv und ein negativ geladenes. Während die Gluonen genau wie Photonen keine Masse haben und deshalb immer mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind, sind W- und Z-Teilchen sehr massiv.

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Kommentare (69)

  1. #1 Markus Termin
    5. Juli 2012

    @ MartinB: Ätherfeld durch die Hintertür:

    “Mit spezieller mathematischer Trickserei bekommt man es aber hin, dass man ein Higgsfeld aus der Theorie bekommt, das überall im Universum gleich und nicht Null ist. Mit diesem Higgsfeld können dann alle Elementarteilchen, die eine Masse haben, wechselwirken und so ihre Masse bekommen. Die Masse ist dann ein Maß dafür, wie stark die Wechselwirkung ist.

    “Das klingt zunächst mal wie Trickserei: wir definieren uns ein Feld, das überall ist und das man deshalb nicht detektieren kann. Diese Trickserei macht dann aber auch eine klare und konkrete Vorhersage: Es müsste möglich sein, Störungen im Higgsfeld zu verursachen, indem man dem Higgsfeld genügend Energie zuführt. Diese Störung würde sich dann als echtes Teilchen bemerkbar machen, das man lokalisieren kann – und genau das ist das Higgsteilchen.”

    Störung im Ätherfeld durch Maximalbeschleunigung?

    Würde man ihre beiden Texte einem Psychoanalytiker zukommen lassen, tauchten Fragen auf: warum wissen Sie, daß es sich um “Trickserei” handelt – und machen doch quasi Ihr Seelenheil davon abhängig?

  2. #2 koi
    5. Juli 2012

    Danke für die Erklärung, für mich wieder ein Teilchen, um die Teilchenphysik wenigstens teilchenweise zu verstehen. Hat für mich jedenfalls mehr Masse als die blödsinnige Beschäftigung mit dem Namen.
    Ich glaub am Wochenende muss ich nochma Deinen Artikel durcharbeiten.

  3. #3 Bjoern
    5. Juli 2012

    @Martin: Danke, dass du uns die Analogie mit den Prominenten und den Journalisten erspart hast. 😉

  4. #4 Ralph Ulrich
    6. Juli 2012

    Wenn die ganze Masse (Erinnerung: E=mcc) an einer Feldstruktur des Raumes hängt, der Raum in Form der “dunklen Energie” sowieso nochmal einen übermächtigen Beitrag zur Gesamtenergie leistet:
    Dann muss es da Zusammenhänge geben!

    Ausserdem:
    Die “dunkle Materie” mit ihrem übergroßen Beitrag zur Gesamtgravitation, ist sie ohne “Masse” denkbar?

    Das Higgs kann also noch viel zusätzliche Freude bereiten, auch im Hinblick auf die “dunkle Materie” und die noch bedeutendere “dunkle Energie”!

  5. #5 Ralph Ulrich
    6. Juli 2012

    Noch eins: Higgs kann pubertäre Raumschiff Enterprise Phantasien aufwecken: Man braucht nur einen U-Bahn Tunnel bauen, bei dem man das Higgsfeld aussen vor hält, und schön könnten wir, Masse los, ohne zusätzliche Energie uns per Lichtgeschwindigkeit von Ort zu Ort bewegen :)

  6. #6 Frink
    6. Juli 2012

    Gute Erklärung, danke!

  7. #7 nihil jie
    6. Juli 2012

    @Ralph Ulrich

    wäre dann nur noch die frage zu beantworten, ob man ohne ein Higgs-Feld nicht schlicht erstrahlen würde :) dass Elementarteilchen komplexere Strukturen bilden können hängt nicht zuletzt davon ab, dass sie genau diese und jene Massen und Eigenschaften im so einem Higgs-Feld erst erhalten.

    naja… aber für ein SciFi Film kann man solche Überlegungen auch einfach weglassen 😀

  8. #8 MartinB
    6. Juli 2012

    @RalphUlrich
    Ja, das mit dem Higgsfeld und der dunklen energie ist sicher eine Denkmöglichkeit – im Moment geben die Gleichungen das nicht her, aber wer weiß, ob man da nicht noch eine Erweiterung finden kann.

    Die dunkle Materie wird ihre Masse sicher auch aus dem Higgsfeld beziehen (wenn es sich denn bestätigt).

    Was den Lichtantrieb angeht – leider würden, wie nihil je auch schon anmerkte, unsere Atome den Verlust der Masse der Bestandteile kaum überleben – man käme am Ende als wirrer Teilchenhaufen an.

  9. #9 Theres
    6. Juli 2012

    Masse hält uns zusammen?
    Äh, das Higgsfeld …
    @MartinB
    Im Ernst, wundervoll geschrieben, und bei mir bleiben keine Fragen offen, nur die nach der Zeit, deine älteren Artikel alle noch einmal zu lesen.

  10. #10 Manni
    6. Juli 2012

    Hui, ein paar Fragen zum Higgs-Feld:
    – wie “dicht” ist dann das Higgs-Feld?
    – ist das Higgs-Feld automatisch überall, wo Raum ist? Oder konnte sich das Higgs-Feld mit Überlichtgeschwindigkeit ausbreiten? Oder musste es sich gar nicht ausbreiten? Aua.
    – wenn Masse gar kein den anderen Teilchen inhärentes Phänomen ist, sondern Ergebnis einer Wechselwirkung mit Higgs-Teilchen, dann … vertehe ich Gravitation noch viel viel weniger, als sowieso vorher schon ;(

  11. #11 Ralph Ulrich
    6. Juli 2012

    @Manni
    1. dicht ? Wie dicht ist der leere Raum: dunkle Energie = 70 Prozent aller Energie
    2. Das Higgs-Feld ist ein Strukturelement des Raumes:
    Überall wo Raum ist, kann Materie sein. Materie kann Masse “beigesetzt” (so muss man es ab jetzt wohl ausdrücken) haben.
    3. Die Gravitation ist seit Einstein durch den Wert der Krümmung des Raumes bestimmt. Also schon seit hundert Jahren hat sie nur indirekt eine Beziehung mit der Materie.

  12. #12 Ralph Ulrich
    6. Juli 2012

    Mit der Herstellung von Higgsteilchen aus wesentlichen Strukturelementen des Raumes, konnte man also jetzt grundsätzlich die Umwandlungsfähigkeit von Raum in Materie=Energie nachweisen. Nichts anderes ist beim Urknall passiert: Die Umwandlung der Urknallenergie in Materie, Raum und Zeit.
    Also vermute ich mal:
    Man wird aufgrund der Eigenschaften des Higgsteilchens einige zusätzliche Angaben über die Abläufe in den ersten Milliardstel Sekunken unserer Zeit machen können.

  13. #13 MartinB
    6. Juli 2012

    @Manni
    Die Dichte des Higgsfeldes drückt sich als sogenannter “Vakuumerwartungswert” aus, der sagt wie stark das Feld an jedem Punkt des Raumes ist.
    Wenn sich neuer Raum “bildet” (weil sich der Raum ausdehnt) dann ist dort automatisch dasselbe Higgsfeld vorhanden. Das liegt daran, dass das Higgsfeld die paradoxe Eigenschaft hat, dass es energetisch günstiger ist, wenn der Wert des Feldes nicht gleich Null ist. (Das hat übrigens tatsächlich zur Konsequenz, dass sich das Higgsfeld, wenn sein wert verschwinden würde, sich wie ein überlichtschnelles teilchen – ein tachyon – verhalten würde.)

    “dann … vertehe ich Gravitation noch viel viel weniger, als sowieso vorher schon ;(”
    Gravitation ist die Raumkrümmung durch Energie. Ob diese Energie durch Masse zustande kommt, oder durch etwas anderes (auch Licht erzeugt Gravitation) ist vollkommen unerheblich. Insofern ändert sich an der Gravitation nichts, egal ob die Masse durch einen Higgsmechanismus zu Stande kommt oder “einfach so” da ist..

    @Ralph
    “Mit der Herstellung von Higgsteilchen aus wesentlichen Strukturelementen des Raumes, ”
    Huh? was sind denn Strukturelemente des Raumes? Man hat einfach viel Energie an einem Punkt konzentriert. Dabei können neue Elementarteilchen entstehen. Man kann so Elektron-Positron-Paare erzeugen, oder Quarks und Antiquarks oder eben Higgsteilchen. In dieser Hinsicht spielt das Higgsteilchen keine besondere Rolle. Besonders ist nur, dass das Higgsteilchen im Gegensatz zu anderen Teilchen aus einem Quantenfeld entsteht, dessen “Vakuumerwartungswert” nicht Null ist.

  14. #14 Bjoern
    6. Juli 2012

    Die Dichte des Higgsfeldes drückt sich als sogenannter “Vakuumerwartungswert” aus, der sagt wie stark das Feld an jedem Punkt des Raumes ist.

    Hm, wenn ich mich richtig erinnere, ist dieser Vakuumerwartungswert neben der Higgs-Masse ein weiterer freier Parameter der Higgs-Theorie, oder? Ich habe aber keine Ahnung, wie man diesen Wert messen könnte…

  15. #15 Manea-K
    6. Juli 2012

    @Bjoern:
    Die Massen der Eichbosonen (W und Z) hängen vom Higgs-VEV ab (linear glaube ich). Durch Bestimmung der W- und Z-Massen ist also auch v festgelegt, insofern ist er kein freier Parameter.

  16. #16 MartinB
    6. Juli 2012

    @Manea&Bjoern
    Es ist
    M_Z = g v/2
    wenn g die Kopplungskonstante und v der VEV ist, und
    M_W=M_Z/cos theta_W
    mit e=g sin theta_W
    (e=Elementarladung)
    Wobei die Kopplungsonstante g, wenn ich es richtig sehe, auch in die Wirkungsquerschnitte für Reaktionen, die ein W enthalten, eingeht.
    v hat einen Wert von 246 GeV.

    Alle Infos aus dem Schmüser, diese Werte sind also schon lange bekannt.

  17. #17 Bjoern
    6. Juli 2012

    @Martin: Danke! Aber: Müsste v nicht die Einheit einer Energie*dichte* haben…? Irgendwo hab’ ich da gerade einen Denkfehler…

  18. #18 MartinB
    6. Juli 2012

    @Bjoern
    Das ist, wenn ich nicht völlig aufm Schlauch stehe, direkt der Erwartungs-Wert des Feldes, und ein Quantenfeld in einer skalaren Theorie hat doch gerade die Einheit 1/Länge=GeV.

  19. #19 mr_mad_man
    6. Juli 2012

    Danke, Danke, Danke, Danke, Danke, Danke, Danke, Danke, Danke, Danke, Danke :-)
    Ich hab schon so viel darüber gelesen, aber entweder sollte ich mir irgendetwas vorstellen, was die Sache nie wirklich erklärt hat, oder es war so mathematisch/physikalisch (bin leider nur interessierte Laie), dass ich auf Grund der fehlenden Grundvorraussetzungen die Segel streichen musste. Endlich habe ich kapiert, um was es geht, was genau man sucht und wie das alles zusammenhängt.
    Ein großes Dankeschön für diesen Artikel!!!

  20. #20 MartinB
    7. Juli 2012

    @mr_mad_man
    Freu – you made my day…

  21. #21 Anhaltiner
    7. Juli 2012

    Also ein klassischer Fall von “die Kleinen hängt man und die großen lässt man laufen”? Wenn man schon nicht an das Higgs-Feld rann kommt schnappt man sich eben das Higgs-Boson

  22. #22 MartinB
    7. Juli 2012

    @Anhaltiner
    Um etwas messen zu können, muss man es ja irgendwie beeinflussen können.
    Wenn ich vermute, dass irgendwo Luft gleichmäßig verteilt ist, dann kann ich das am besten herausbekommen, in dem ich einen Luftwirbel erzeuge, mit einem Fächer wedle oder so.
    Und das ist genau das, was man mit dem Higgsteilchen macht.

  23. #23 Niels
    8. Juli 2012

    Ich hätte da auch noch ein paar Fragen:

    1. Der Vergleich von Higgs-Feld und Äther hinkt doch eigentlich extrem, weil das Higgs-Feld ein Skalarfeld ist, oder?
    2. Jetzt hat jedes Teilchen statt einer spezifischen Masse einfach eine spezifische Kopplungskonstante für das Higgs-Feld, oder?
    3. Fermionen bekommen Masse, weil das Higgs-Feld aufgrund der Symmetriebrechung einen Vakuumerwartungswert ungleich Null hat und Fermionen an die Komponente des Higgs-Feldes koppeln, dem das massive Higgs-Teilchen zugeordnet wird.
      Korrekt?
    4. Bei den Bosonen der ESW ist mir das aber noch nicht richtig klar.
      Bosonen koppeln an die drei Komponenten, die den 3 verschiedenen masselosen Higgs-Teilchen zugeordnet sind und bekommen dadurch den ihnen fehlenden transversalen Freiheitsgrad und damit die dritte Polarisation, die massive Teilchen besitzen müssen.
      Genauer gesagt frisst eins der drei masselosen und ungeladenen W-Bosonen, nämlich W1, das postitiv geladene, masselose Higgs H+ und wird das W+.
      Das zweite W-Boson W2 frisst das negativ-geladene, masselose Higgs H- und wird das W-.
      Und das dritte W-Boson W0 schließlich frisst zusammen mit dem masselosen, ungeladenen B-Boson das letzte masselose, ungeladene Higgs H0 und wird zum Z.
      Kriegen W0 und B nix zu fressen, kombinieren sie zum masselosen Photon.
      Soweit richtig?
      (Heißt eigentlich nur dieser Teil Higgs-Mechanismus? Wenn ja, gibt es auch so einen Überbegriff für das, was den Fermionen Masse verleiht?
    5. Bekommen das W-, W+ und Z schon dadurch Masse? Oder bekommen sie die erst, wenn sie wie die Fermionen jetzt noch an die vierte, dem massive Higgs-Teilchen zugeordnete Komponente des Higgs-Feldes koppeln?
    6. Extrem kurz nach dem Urknall gab es doch noch kein Sombrero-Potential, sondern so etwas wie das Potential eines harmonischen Oszillators mit einem globalen Minimum in der Mitte. Hat die “Schwingung”, die in diesem Potential möglich ist, auch irgend eine Bedeutung?
    7. Weißt du ungefähr, welche Energiedichte das Higgs-Feld heute hat?
      Zumindest größenordnungsmäßig?
    8. Die Energiedichte des Vakuums vor der Symmetriebrechung war laut Sombrero-Potential offenbar deutlich höher als danach.
      (Weißt du zufällig einen Wert für diese Änderung?)
      Müsste das nicht bedeutende Auswirkungen auf die Entwicklung des frühen Universums gehabt haben?
    9. Neutrinos können nicht mit dem Higgs-Feld wechselwirken, weil sie immer eine linkshändige Chiralität haben.
      Man weiß allerdings auch, dass sie Masse haben.
      Sie kann aber wie gesagt nicht durch das Higgs-Feld verursacht werden. Braucht man also nur für das Neutrino einen weiteren, unabhängigen Mechanismus oder gibt es schon gute Ideen, wie das doch klappen könnte?
  24. #24 MartinB
    8. Juli 2012

    1. Das mit dem Skalarfeld ist mir nicht so klar – der Vergleich ist ungefähr so gut wie der, die Dirac-See mit demÄther zu vergleichen. Äther=Etwas, das überall im Universum vorhanden ist.

    2. Jupp

    3. Jupp, wenn ich die Formeln richtig lese.

    4. Ja, soweit richtig, wobei ganz genau betrachtet es vor Zuschlagen des Higgsmechanismus zwei neutrale masselose Bosonen gibt, die dann vermischt werden – dabei kommt ein massives Z und ein masseloses Photon raus.

    5. Im Masseterm für W und Z steckt auch wieder der VEV drin, siehe die Formeln oben.

    6. Das ist mir gerade nicht klar. Ich dachte, dass Potential war immer ein Sombrero, und der ist eben instabil. Weil das harmonische Potential in der Mitta nach unten zeigt, ist das Higgsfeld damals ein Tachyonfeld gewesen.

    7. Nein, weiß ich nicht. Da es ja schon mit der Energiedichte von Feldern mit VEV=0 Probleme gibt, überrascht micht das auch nicht… Oder meinst du die Änderung der Energiedichte gegenüber dem v=0-Zustand? Die kann man mit Kenntnis der Feldstärke 246GeV bestimmt irgendwie ausrechnen…

    8. Ja, ich denke schon, dass der Übergang vom falschen zum echten Vakuum da in die Modelle eingeht, das ist ja ein echter Phasenübergang. Ich weiß im Moment nicht, ob das vor oder nach der Inflation war (oder vielleicht sogar während?).

    9. Nein, ich weiß nicht genau, wie das geht, da gibt es diese erweiterten Standardmodelle, die das einbasteln, aber die Formeln dazu hab ich mir nie angeguckt. (Im Lieblingsbuch Schmüser sind die noch nicht drin…) Ich glaube aber, dass die auch irgendwie ans Higgsfeld koppeln.

  25. #25 Niels
    8. Juli 2012

    Das mit dem Skalarfeld ist mir nicht so klar – der Vergleich ist ungefähr so gut wie der, die Dirac-See mit demÄther zu vergleichen. Äther=Etwas, das überall im Universum vorhanden ist.

    Ich wollte darauf hinaus, dass Skalarfelder lorentzinvariant sind.
    Die Probleme des Äthers gibt des dabei deswegen nicht.

    Ein besserer, aber natürlich viel unverständlicherer Vergleiche wären vielleicht der mit dem Inflatonfeld oder dem Quintessenz-Feld.
    (Wobei es natürlich am Elegantesten wäre, wenn diese drei sehr ähnlichen Felder sich irgendwie auseinander oder aus etwas Drittem ergeben würden.
    Beim Inflaton-Feld sieht die Potentialform zum Beispiel so aus:
    http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/images/intermed/Inflation-Wpot.jpg )

    Da es ja schon mit der Energiedichte von Feldern mit VEV=0 Probleme gibt, überrascht micht das auch nicht… Oder meinst du die Änderung der Energiedichte gegenüber dem v=0-Zustand?

    Bei Frage 7 meinte ich Ersteres, bei Frage 8 Letzteres. 😉

    Ich weiß im Moment nicht, ob das vor oder nach der Inflation war (oder vielleicht sogar während?).

    Ich hab mal nachgeschaut. Da ist man sich anscheinend noch nicht einig.
    http://en.wikipedia.org/wiki/Electroweak_epoch

    Im Masseterm für W und Z steckt auch wieder der VEV drin, siehe die Formeln oben.

    Das ist mir klar.

    Ich verstehe aber nicht so richtig, was das bedeutet.
    Hm, ich hab gerade Probleme, die Frage anders als oben zu formulieren. Muss ich noch mal drüber nachdenken. Ist klar, was mir unklar ist?
    Könntest du die Antwort vielleicht noch mal etwas anders formulieren, vielleicht geht mir dann ein Licht auf?

    Kommentaraufteilung, da mich der Spam-Filter bei mehr als zwei Links rausschmeißt.

  26. #26 Niels
    8. Juli 2012

    Ich dachte, dass Potential war immer ein Sombrero, und der ist eben instabil. Weil das harmonische Potential in der Mitta nach unten zeigt, ist das Higgsfeld damals ein Tachyonfeld gewesen.

    Ich dachte immer, bei Symmetriebrechungen läuft es folgendermaßen ab:

    Oberhalb einer bestimmten “kritischen Temperatur” sieht das Potential parabelförmig aus. Unterhalb der kritischen Temperatur bilden sich dann zwei neue globale Minima heraus, das alte, globale Minimum in der Mitte wird zum lokalen Maximum.
    Hier als Bild:
    http://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0370157312000166-gr2.jpg
    Links das Potential oberhalb der kritischen Temperatur, rechts das Potential unterhalb davon.

    So funktioniert das soweit ich es verstehe bei Ferromagneten mit der Curie-Temperatur, bei der Supraleitung und eigentlich ganz allgemein immer bei Phasenübergängen.
    Ich hab mal gegoogelt und das hier für das Higgs gefunden:
    http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/images/intermed/HiggsPotential.jpg

  27. #27 Bell
    8. Juli 2012

    Habe ich das jetzt richtig verstanden, dass alle Teilchen (die eine eine Masse haben) ihre Masse über das Higgsfeld bekommen? … also auch die Protonen und Neutronen (bzw. Quarks)?

  28. #28 Niels
    8. Juli 2012

    Mit Beschreibung findet man das Bild hier:
    http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt_h03.html#higgs
    Runterscrollen bis “Symmetriebrechung anschaulich”.
    Scheint mit meiner Sichtweise übereinzustimmen?

    Ja, soweit richtig, wobei ganz genau betrachtet es vor Zuschlagen des Higgsmechanismus zwei neutrale masselose Bosonen gibt, die dann vermischt werden – dabei kommt ein massives Z und ein masseloses Photon raus.

    Deine zwei Bosonen, die über den Weinberg-Winkel zum Z und zum Photon vermischen, sind das W0 und das B0, oder?
    Die anderen beiden W braucht man doch auch noch, wo kommen sonst das W+ und das W- her?

    Dazu hab ich auch mal gegoogelt und das hier gefunden.
    http://de.wikipedia.org/wiki/Elektroschwache_Wechselwirkung#Eichbosonen
    Ich verstehe das so, dass ich insofern falsch lag, als dass das W1 nicht einfach das H+ frisst und das W2 das H-.
    Vielmehr sind die W+ und W- Kombinationen von W1 und W2.
    In deinem Bild fressen dann diese kombinierten W+/W- die Higgse H+/H-, oder?

  29. #29 Niels
    8. Juli 2012

    @Bell
    Alle fundamentalen Elementarteilchen (also die Quarks, die Leptonen und die Eichbosonen) bekommen ihre Masse über das Higgs-Feld.

    Atomkernbausteine sind allerdings keine fundamentalen Elementarteilchen. Protonen sind aus einem Down-Quark und zwei Up-Quarks aufgebaut, Neutronen aus zwei Downs und einem Up.
    Diese Quarks haben jeweils eine Masse von etwa 3 MeV.
    Drei davon wiegen also ungefähr 10 MeV.
    Protonen und Neutronen wiegen dagegen ungefähr 950 MeV.

    Der Higgs-Mechanismus verursacht die Masse der Kernteilchen also nur zu weniger als einem Prozent. Der Rest der Masse stammt aus der Bindungsenergie aufgrund der starken Wechselwirkung zwischen den Quarks. Man sagt auch, der Rest der Masse werde von Seequarks (virtuellen Quark-Antiquark-Paaren) und Gluonen (den Austauschteilchen der starken Wechselwirkung) verursacht.

  30. #30 MartinB
    8. Juli 2012

    @Niels
    Du hast recht, das mit der temperaturabhängigkeit des Sombreros war mir entfallen. Ebenso hast du recht mit dem Äther und der Lorentzinvarianz.

    Und ja, das was bei Wiki bezüglich der Fresserei steht, stimmt soweit ich sehe mit dem überein, was im Schmüser steht.

    “Ist klar, was mir unklar ist?”
    Weiß ich nicht genau. Einen richtig fundamentalen Unterschied sehe ich zwischen der Eichbosonenmasse und der Fermionenmasse nicht – in beiden Fällen kommt erletztlich durch eine kovariante Ableitung, die die Eichfelder enthält. Die formeln sind allerdings schon ein bisschen involviert, so dass ich das auf die Schnelle nicht genauer sagen kann.

  31. #31 Bell
    9. Juli 2012

    @Niels:
    Ok, aber das was man Ruhemasse nennt …. also die Masse, die normale Materie daran hindert sich wie Photonen mit c zu bewegen … diese Ruhemasse resultiert ausschließlich aus der Wechselwirkung mit dem Higgsfeld. … ist das so richtig?

  32. #32 MartinB
    9. Juli 2012

    @Bell
    Ja, das ist richtig.

  33. #33 Me
    9. Juli 2012

    Danke für die erste verständliche und tief genug gehende Erklärung!

    Vielleicht war es doch noch nicht verständlich genug: Mir kommt es vor, als ob die Higgs-inkludierende Theorie aus Schönheitsgründen geschah, denn die Paritätsverletzende war nicht hübsch/elegant/allumfassend genug. So hat man sich auf die Suche gemacht, nach etwas was zwar bizarrer, aber wohlgeformter ist. Und gefunden.

  34. #34 MartinB
    9. Juli 2012

    @Me
    Die paritätsverletzende Theorie hat das Problem, dass man sie nicht als Eichtheorie formulieren kann – das Eichprinzip ist aber in der modernen Physik zentral.
    Siehe zum Beispiel hier:
    http://www.scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2011/03/sind-elementarteilchen-symmetrisch.php

  35. #35 rolak
    9. Juli 2012

    Von PhD-Comics gibts auch ne schöne Animation.

  36. #36 Niels
    9. Juli 2012

    das mit der temperaturabhängigkeit des Sombreros war mir entfallen.

    Darf ich dann nochmal auf Frage 6 verweisen?

    Weiß ich nicht genau. Einen richtig fundamentalen Unterschied sehe ich zwischen der Eichbosonenmasse und der Fermionenmasse nicht – in beiden Fällen kommt erletztlich durch eine kovariante Ableitung, die die Eichfelder enthält.

    Mein Problem hängt wahrscheinlich damit zusammen, dass ich nicht genug von Quantenfeldtheorien verstehe.

    Fährt man denn besser, wenn man sagt, dass das Eichfelder des B-Bosons und die Eichfelder der drei W-Bosonen [oder heißt es richtiger die drei Komponenten des Feldes der drei W-Bosonen?] zum Photonfeld, Z-Quantenfeld und (W+/W-)-Quantenfeld mischen, weil das Higgs-Feld einen von Null verschiedenen Vakuumerwartungswert annimmt?
    Oder ist das komplett falsch?

    Die paritätsverletzende Theorie hat das Problem

    Versteh ich nicht.

    In der elektroschwachen Wechselwirkung mit Higgs (GWS-Theorie) ist die Parität doch immer noch verletzt?
    Ich dachte, der Unterschied in Bezug auf die Paritätsverletzung wäre eigentlich, dass die V-A-Theorie die Verletzung nur phänomenologisch beschreibt, während die GWS-Theorie erklärt, wo sie herkommt.
    Ist das Unsinn?

    Die paritätsverletzende Theorie hat das Problem, dass man sie nicht als Eichtheorie formulieren kann

    Anscheinend kann man gar keine Eichtheorie aufstellen, die nur die schwache WW beschreibt, also eine Theorie analog zur QED der elektromagnetischen WW und der QCD der starken WW?

    Man muss immer schwache und elektromagnetische WW vereinen? Das liegt daran, dass es neutrale Ströme (bzw. das Z-Boson) gibt?

  37. #37 Findelkind
    10. Juli 2012

    Eine Masse ist träge. Eine ruhende Masse will daher in Ruhe bleiben, eine sich gleichförmig bewegende Masse möchte diese gleichförmige Bewegung beibehalten.

    Wenn das Higgs-Feld für die Masse, und damit auch für die Trägheit, verantwortlich ist und tatsächlich so wirkt, wie es die Illustration des Artikels zeigt, kriege ich es in meinem Kopf durchaus so zusammen gebaut, daß ich nachvollziehen kann (sehr vage und sicher nicht ganz fehlerfrei), daß das Higgs-Feld eine ruhende Masse in Ruhe halten will.

    Wie das Higgs-Feld eine sich bewegende Masse in Bewegung hält, entzieht sich im Moment jedoch vollständig meinem Verständnis.

    Mache ich einen Denkfehler oder sehe ich das mit der Trägheit vielleicht völlig falsch? Vielleicht beides…

  38. #38 SCHWAR_A
    10. Juli 2012

    @Findelkind:
    “…daß das Higgs-Feld eine ruhende Masse in Ruhe halten will.
    Wie das Higgs-Feld eine sich bewegende Masse in Bewegung hält, entzieht sich im Moment jedoch vollständig meinem Verständnis.”

    “Anschaulich” könnte man eine Wechselwirkung mit dem Higgsfeld vielleicht so sehen:

    Wird ein Objekt beschleunigt, gibt es in Beschleunigungsrichtung eine höhere Wechselwirkungs-Rate mit dem Higgsfeld als in entgegengesetzter Richtung, was man wie eine Art “Widerstand” interpretieren könnte. Bei gleichmäßiger Bewegung bzw. in Ruhe (bzgl. welchen Bezugssystems auch immer) ist die Rate überall dieselbe, und daher ohne “Widerstand”.

    Auf jeden Fall “hält” das Higgsfeld nichts “in Ruhe”!

    Herzliche Grüße.

  39. #39 MartinB
    10. Juli 2012

    @Niels
    “Fährt man denn besser, wenn man sagt, dass das Eichfelder des B-Bosons und die Eichfelder der drei W-Bosonen [oder heißt es richtiger die drei Komponenten des Feldes der drei W-Bosonen?] zum Photonfeld, Z-Quantenfeld und (W+/W-)-Quantenfeld mischen, weil das Higgs-Feld einen von Null verschiedenen Vakuumerwartungswert annimmt?”
    Ja, ich denke, das kann man so sagen. Die Rechnung geht so, dass man den Ableitungsterm aus der Wirkung hinschreibt (also das D_mu phi D^mu phi), wobei das D die kovariante Ableitung ist. Dann entwickelt man um den Vakuumerwartungswert des (vierkomponentigen) Higgsfeldes phi unter berücksichtigung der Kopplung an die W- und B-teilchen der urrünglichen Theorie. Dabei kommen dann genau die W’s und Z’s als massebehaftete Teilchen raus.

    “Versteh ich nicht. ”
    Hab mich ja auch blöd ausgedrückt. Ich hätte schreiben sollen. eine paritätsverletzende Theorie mit massiven Teilchen kann nicht als Eichtheorie formuliert werden.

    “Man muss immer schwache und elektromagnetische WW vereinen? Das liegt daran, dass es neutrale Ströme (bzw. das Z-Boson) gibt?”
    Ich denke, das kann man so sagen.

    @Findelkind, SCHWAR_A
    Bitte ganz viel vorsicht damit, das aus der klassischen Physik bekannte Alltagskonzept der Masse mit der Masse in der Quantenfeldtheorie direkt zu indentifizieren – da läuft die Anschauung ganz schnell vor die Wand. Das Higgsfeld beeinflusst den Propagator (weil da der Massenterm eingeht), das habe ich in der Langversion des textes erklärt (und ausführlich in der QFT-Serie).
    Das Argument mit ruhender/bewegter Masse ist auch deswegen problematisch, weil es die Relativitätstheorie (oder auch die Galilei-Invarianz, das Prinzip kannte letztlich schon Newton) nicht berücksichtigt – was für mich ruht, kann sich für sich ja bewegen.

    Ich glaube, der Versuch, einerseits ein quasi klassisches Teilchen anzugucken und andererseits dann mit dem Higgsfeld zu argumentieren, wird immer problematisch sein – das ist wohl auch der Knackpunkt bei diesen ganzen Prominenten-die-auf-Partys-durch-Honig-laufen-Erklärungen. Sie geben ein ganz grobes Bild, aber scheitern schnell, wenn man sie weiterdenkt.

  40. #40 MartinB
    10. Juli 2012

    @Findelkind, SHWAR_A
    Mea maxima culpa
    Beim nochmaligen Angucken meines Textes sehe ich, dass ich selbst die Erklärung mit dem “Bremsen” aufgebracht habe (war beim Tippen wohl noch mit den Gedanken woanders). Autsch und Entschuldigung – die Kurz-kurz-Fassung ist eben doch wenig geeignet, um die Details zu verstehen oder von da aus weiterzudenken.

    Der Begriff “Bremsen” ist ungeschickt gewählt – es geht eher darum, wieviel Geschwindigkeit ich bekomme, wenn ich einem Teilchen eine bestimmte Energiemenge zufüge. “Bremsen” ist also eher so zu verstehen, wie auch sagt, dass Reibung das Auto “bremst”, auch wenn man gerade aufs gaspedal drückt (ohne Reibung würde man stärker beschleunigen können).

  41. #41 SCHWAR_A
    11. Juli 2012

    @MartinB:
    …deswegen sprach ich auch von Wechselwirkung mit dem Higgsfeld, und nicht von “Bremsen”.

    So eine asymmetrische WW bei Beschleunigung: Müßte dabei nicht die Eigenzeit des beschleunigten Objektes auf dessen einer Seite etwas anders vergehen, als auf dessen anderer Seite?

    Herzliche Grüße.

  42. #42 MartinB
    11. Juli 2012

    @SCHWAR_A
    Solange du in Objekten und nicht in Feldern denkst, wirst du, fürchte ich, kein korrektes Bild bekommen. Entweder du stellst dir Felder vor oder eine Pfadintegralüberlagerung von Punktteilchen, alles andere wird ein schiefes Bild ergeben.

  43. #43 Stefan
    11. Juli 2012

    Philosophische Frage: Wird das HIGGS-Teilchen “entdeckt” oder ueberhaupt erst im und durch das Experiment “geschaffen”? In der obigen Darstellung mit dem Higgs-FELD scheint es ja so zu sein als gaebe es da irgend ein ominoeses Nichts was wir “Feld” NENNEN, und wenn wir das dann irgendwie “anregen” (auch dies eine Metapher?) ist dann auf einmal als Indiz ein Indikator-Teilchen da, anscheinend aus dem Nichts erschienen? Mir geht es hier in meinem Kommentar nicht um die Physik selber (die wird schon OK sein, da vertraue ich den Physikern) sondern um das meta-physische Problem der physikalischen BEGRIFFS-Bildung, und auch um Ontologie. Ist das “Feld” real, oder sind real allein die Indikator-Teilchen des “Feldes”? Falls dem so waere, dann waere das ein interessantes Beispiel dafuer was schon die ganz ganz alten Philosophen im Mittelalter eine “Potentialitaet” genannt haben, also quasi eine “reale Moeglichkeit” die sozusagen “realer” ist als das “Nichts” aber zugleich auch “weniger real” als das “Sein”. Es fasziniert mich immer wieder dass wir ueber die tiefsten Geheimnisse der Natur letztlich (d.h. auch inmitten der modernen Wissenschaft) nur in Metaphern stammeln koennen – auch dies wusste uebrigens schon der ganz ur-ur-alte Philosoph Augustinus.

  44. #44 Findelkind
    11. Juli 2012

    @SCHWAR_A

    Danke für die Erklärung, da hat was klick! gemacht.

    @MartinB:

    “die Kurz-kurz-Fassung ist eben doch wenig geeignet, um die Details zu verstehen oder von da aus weiterzudenken.”

    Finde ich gar nicht, inzwischen hat mir das Ganze doch sehr weitergeholfen.

  45. #45 SCHWAR_A
    11. Juli 2012

    @MartinB:
    “Solange du in Objekten und nicht in Feldern denkst, wirst du, fürchte ich, kein korrektes Bild bekommen. Entweder du stellst dir Felder vor oder eine Pfadintegralüberlagerung von Punktteilchen, alles andere wird ein schiefes Bild ergeben.”

    Objekte, wie ich sie mir vorstelle, sind nie Punktteilchen.
    Sonst gäbe es ja auch kein Objekt, “auf dessen einer Seite [die Zeit] etwas anders vergeht, als auf dessen anderer Seite”, bei Beschleunigung.

    Mit einem Nichtpunkt-Objekt kann man zwar den Effekt “Trägheit” erklären, aber um diesen exakt zu berechnen, wird man wohl das Objekt (mathematisch) zerlegen und eine Pfadintegralüberlagerung aller (unendlich vielen) so enthaltenen Punktteilchen bemühen müssen…

    Herzliche Grüße.

  46. #46 chully95
    14. Juli 2012

    Zitat aus dem obigen Text von Martin Bäker:
    “Das “Medium”, das die Materie bremst, ist allerdings nicht Glas, sondern das sogenannte Higgsfeld. Weil es überall im Universum ist, merken wir davon nichts – genauso wie man von der umgebenden Luft nichts merkt, wenn es windstill ist. ”

    Ich bin erst 16, also verzeiht mir den einen oder anderen Fehler…
    Soweit ist mein Stand:
    Auf der Erde hören wir ein Geräusch, weil es Wellen in der Luft erzeugt. Im Weltall dagegen ist es vollkommen still, da dort ein Vakuum herrscht und somit auch nichts Wellen schlagen kann. Wenn aber jetzt überall um uns herrum das Higgsfeld ist, müsste man dann nicht auch im Weltall Geräusche hören können, da das Higgsfeld dann ja auch Wellen schlägt?
    Wieso hört man aber nichts im Weltall?
    Vielen Dank für den verhältnismäßig einfachen Artikel, da habe sogar ich etwas verstanden.

  47. #47 MartinB
    14. Juli 2012

    @chully
    Das mit der Luft war ja eine Analogie.
    Das Higgsfeld erfüllt das ganze Universum (anders als die Luft ist es auch überall in der Materie drin). Man braucht aber sehr viel Energie, um im Higgsfeld “Wellen” zu schlagen – wenn man das tut, entstehen keine Geräusche (Geräusche sind Dichteschwankungen in Luft), sondern eben die Higgsteilchen. Die könnte man aber nicht hören, weil sie keine Schwingungen in unserem Trommelfell verursachen und natürlich auch, weil sie sofort in andere Teilchen zerfallen.

    Die Analogie ist also so gemeint:
    Luft = Higgsfeld
    Geräusch = Higgsteilchen

    Ich hoffe, das macht es klarer, sonst gern weiter nachfragen.

  48. #48 Ralph Ulrich
    14. Juli 2012

    Niels hatte glaube ich oben angemerkt, dass ein Großteil der Masse immer noch aus den starken Bindungsenergien generiert wird. Kann mir mal jemand so ungefähr die Größenverhältnisse aufzeigen:

    Masse der hellen Materie = 1Prozent-Higgsfeld + starkeBindungsenergie
    oder 10Prozent-Higgsfeld, oder nur ein zehntausendstel ???

    Ich hätte es schöner gefunden, wenn alle Masse aus einem Mechanismus stammt. Wie will man erklären, dass die Masse aus verschiedenen Mechanismen die gleichen Verhältnisse in Punkto Gravitation herstellt. (Das hatte ich mich hier schon mal vor einiger Zeit gefragt).

  49. #49 MartinB
    14. Juli 2012

    @Ralph Ulrich
    Die Masse der Protonen und Neutronen ist zu etwa 5% “echte” Quarkmasse, der Rest ist Bindungsenergie. Elektronen fallen buchstäblich nicht ins Gewicht, weil sie fast 2000 mal leichter sind als Protonen und Neutronen.

    “Wie will man erklären, dass die Masse aus verschiedenen Mechanismen die gleichen Verhältnisse in Punkto Gravitation herstellt.”
    Das erklärt man ganz leicht: Gravitation koppelt an Energie, egal in welcher Form (die “klassische” Newtonsche Gravitation koppelt an die 00-Komponente des Energie-Impuks-Tensors, wenn du es etwas formaler haben willst). Der Gravitation ist es vollkommen wurst, ob die Masse “echte Ruhemasse” oder Bindungsenergie oder sonstwas ist – sonst könnten Photonen auch nicht im Schwerefeld abgelenkt werden und mit Gravitation wechselwirken, die haben ja auch keine Ruhemasse vom Higgsfeld.

  50. #50 SCHWAR_A
    14. Juli 2012

    @MartinB:
    Nochmals Gedanken zum Thema Higgsfeld und “Bremsen”, zumindest für Photonen:

    Wenn man das Higgsfeld als die “Impedanz des Vakuums Z_0” beschreibt, wären doch alle Voraussetzungen dafür gegeben, das Medium “Vakuum” durch eine “Ersatzschaltung” im Sinne der Leitungstheorie zu behandeln.

    In so einer “Schaltung” hätte dann jedes Signal (EM-Welle, Photon) eine Wechselwirkung mit der “Leitung”, also dem Medium, die von der Signal-Wellenlänge abhängt.
    So ein Medium erzeugt bei Durchlauf eines Signals eine Energie-Reflexion je Strecke, und diese Reflexion ist umso größer, je kleiner die Signal-Wellenlänge ist.

    Die Vorwärts-Energie eines Photons durch dieses Medium nimmt auf seinem Weg durch dieses Medium also ab.

    Ein Photon kann ja NUR mit c propagieren, also entspricht das Wort “Bremsen” in diesem Modell der “Energieabnahme” des Photons auf seinem Weg.

    Das Higgsfeld hat sozusagen dem (bewegten) Photon “Masse verliehen”.

    Das entspricht dann wohl auch der “Symmetriebrechung”, weil durch die Energieabnahme für die Photonen ein Vorgang in der Zeit nicht mehr umkehrbar wird…

    Herzliche Grüße.

  51. #51 MartinB
    14. Juli 2012

    @SCHWAR_A
    Um ehrlich zu sein verstehe ich kein Wort.

  52. #52 SCHWAR_A
    15. Juli 2012

    @MartinB:
    “…verstehe … kein Wort.”

    Analogie 1:
       Higgsfeld = Raum mit konstanter Impedanz des Vakuums Z_0

    Analogie 2:
       Medium Vakuum = Raum angefüllt mit Ersatzschaltungen (verkettete Vierpole (Seite 62ff), jeder mit verschwindend kleiner Länge) aus der Leitungs-Theorie: Telegraphen-Gleichung mit Impedanz Z_0 und einem sehr großen Abschlußwiderstand R. (siehe auch ¹)

    Analogie 3:
       Photon auf seinem Weg = Sinus-Signal in der “Leitung”

    Analogie 4:
       “Masse verleihen” durch Higgsfeld = Impedanz Z_0 begrenzt die Propagations-Geschwindigkeit auf c=Z_0/µ_0 und “verleiht” dadurch den auf v=c “gebremsten” Photonen ihre Masse – aber auch allen anderen Teilchen, mit ihren jeweils eigenen Compton-Wellenlängen λ_C:
       E = hc/λ_C = mc² = mc · Z_0/µ_0
    und daraus
       m = µ_0·h/(Z_0·λ_C)

    Analogie 5:
       Symmetriebrechung = “bremsen” = Energie-Reflektion = Vorwärts-Energie-Verlust

    ¹) Veränderung von Sinus-Signalen auf ihrem Weg durch die “Leitung”, also durch das Medium Vakuum:
       – das Sinus-Signal wird ständig in der Phase “gebremst”, ein Teil seiner Energie wird daher reflektiert und es wird dadurch langwelliger.
       – der reflektierte Energie-Anteil hängt von der Wellenlänge des Sinus-Signals ab: je kurzwelliger, desto größer ist der insgesamt auf der gleichen durchlaufenen Strecke reflektierte Anteil.

    Herzliche Grüße.

  53. #53 MartinB
    15. Juli 2012

    @Schwar_a
    Sorry, das hilft mir ehrlich gesagt gar nicht. Du bauste ine fünffache Analogie zu genau welchem Zweck? Was ist es, das du verstehen/beschreiben/erklären willst?

  54. #54 AlexW
    18. Juli 2012

    Ich war eigendlich immer der Meinung, ein Elektron ist ein Elementarteilchen, wie soll das in ein Neutrino umgewandelt werden bzw was bleibt das sonst so über?

  55. #55 MartinB
    18. Juli 2012

    @AlexW
    Ein Elektron kann sich in ein Neutrino umwandeln, z. B. so
    http://www.scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/elektronWBoson2.jpg
    Dabei streut es mit hoher Energie an einem Quark.

  56. #56 Explikianer
    19. Juli 2012

    Warum nicht?, hier mal eine alternative Betrachtung, welches mit dem (mutmasslichen) Higgs-Boson endet.

    Vielleicht kann man mit solchen Aussagen etwas Vernünftiges anfangen?

  57. #57 MartinB
    19. Juli 2012

    @Explikianer
    Zitat von dort
    “Dabei stellt das Wirkungsquantum mal ggf. Primzahl nahe einer Fibonatccizahl wahrscheinlich das natürliche Regulativ zwischen der Eigenzeit, der Leistung, den Kräften, der Energie, dem Impuls und den Längen die sich dabei kongruent zueinander anpassen. ”
    Sehr amüsant.

  58. #58 Explikianer
    19. Juli 2012

    @MartinB: hi, habe gerade Thensingten aus dem Zauberspiegel Forum einen konkreten Hinweis gegeben, hier evtl. fachlich seine alternativen Sichtweisen näher zu erläutern…

    es soll ja auch Physiker geben die insgeheim doch auch alternative Perspektiven näher in Augenschein nehmen… mal sehen ob was daraus wird?

    Selbst, bin leider kein Physiker, schau (und staun) nur was es so gibt. :)

  59. #59 MartinB
    19. Juli 2012

    @Explikianer
    Danke, aber so eine vollkommen sinnfreie Aneinanderreihung von Fachbegriffen brauche ich hier nicht.

  60. #60 Stevea
    19. Juli 2012

    Danke für die Erklärung, für mich wieder ein Teilchen, um die Teilchenphysik wenigstens teilchenweise zu verstehen. Hat für mich jedenfalls mehr Masse als die blödsinnige Beschäftigung mit dem Namen.
    Ich glaub am Wochenende muss ich nochma Deinen Artikel durcharbeiten.
    Nach Hinweis von koi habe ich mal die URL entfernt…

  61. #61 koi
    19. Juli 2012

    @Stevea warum kommt mir das:

    Danke für die Erklärung, für mich wieder ein Teilchen, um die Teilchenphysik wenigstens teilchenweise zu verstehen. Hat für mich jedenfalls mehr Masse als die blödsinnige Beschäftigung mit dem Namen.

    Ich glaub am Wochenende muss ich nochma Deinen Artikel durcharbeiten.

    so bekannt vor?

  62. #62 MartinB
    19. Juli 2012

    @koi
    Und die verlinkte Web-Adresse (jetzt entfernt) ging auf ein Bot-Forum.
    Ist das jetzt die Idee von Humor mancher Leute?

  63. #63 Deine Mudda
    28. August 2012

    HÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ???????????????????????????????????????

  64. #64 MartinB
    28. August 2012

    Na, das war ja mal ein hilfreicher Kommentar…

  65. #65 Simon
    31. August 2012

    Vielen, vielen Dank für den und auch die anderen Artikel. Jetzt hab ich endlich grob verstanden, was es mit dem Higgs wirklich auf sich hat. Insbesondere war mir unklar, das nur ein indirekter Zusammenhang zwischen Masse und Gravitation besteht und die Bindungsenergie hier diese große Rolle einnimmt.

    Allerdings beschäftigt mich noch die Natur des Higgs-Feldes. (Wobei da wohl noch vieles einfach noch offen ist.) Gibt es eine Theorie, wie sich das Higgs-Feld zur Raum-Zeit verhält? Krümmt es sich äquivalent? Ist es vielleicht identisch mit der Raum-Zeit? Ist es diskret?

    Insgesamt wirkt das Higgs-Feld noch sehr esoterisch, ich hoffe aber dass man bald weitere Eigenschaft davon herausfindet. Manipulationen des Feldes hätten ja wohl spannende Anwendungsmöglichkeiten.

  66. #66 MartinB
    31. August 2012

    @Simon
    “wie sich das Higgs-Feld zur Raum-Zeit verhält? Krümmt es sich äquivalent? Ist es vielleicht identisch mit der Raum-Zeit?”
    Das Higgsfeld ist ein Feld innerhalb der Raumzeit. Es ist an jedem Punkt des raumes konstant und hat denselben Wert (physikalisch genau müsste man Erwartungswert sagen, aber das führt dann in die Untiefen der Quantenfeldtheorie…).

    Es ist nicht identisch mit der Raumzeit sondern einfach ein weiteres Quantenfeld (so wie das Elektron-Feld, das Neutrinofeld usw.), nur eben mit der Eigenschaft, dass es im Zustand mit der niedrigsten Energie einen Wert hat, der von Null verschieden ist.

    Es ist interessant, dass diese Spekulation (hat das Higgsfeld was mit der gekrümmten Raumzeit zu tun?) öfters mal auftaucht. Ich vermute, die gedankenkette geht so: Higgsfeld verursacht Masse, Masse verursacht Gravitation, Gravitation ist Raumzeitkrümmung, also muss das Higgsfeld direkt mit der Raumzeitkrümmung zu tun haben.
    Das ist aber nicht so. Ich habe dazu ein bisschen Hintergrundinfo in diesem Post:
    http://www.scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2012/07/die-vielen-gesichter-der-masse.php

  67. #67 Simon
    31. August 2012

    Danke für den Hinweis! Werde mir dann wohl noch die “Untiefen der Quantenfeldtheorie” zu Gemüte führen :-)

  68. #68 Andreas
    8. November 2012

    Hallo,

    dieser tolle Artikel ist zwar bereits etwas älter, aber ich habe ihn eben erst empfohlen bekommen, weil mir eine Frage bezüglich des Higgs-Feldes durch den Kopf geht: Das higgs-Feld verleiht also einigen Elementarteilchen ihre Masse. Elementarteilchen können aber auch bestimmten Energien zugeordnet werden. Ich dachte bisher immer, diese Energie definiert auch die Masse der Teilchen. Könnte man daher sagen, das Higgsfeld gibt den Elementarteilchen die Energie (=Masse), oder reden wir hier von zwei paar Schuhen?
    Viele Grüße
    Andreas

  69. #69 MartinB
    9. November 2012

    @Andreas
    Das kann man prinzipiell so sagen.
    Den kniffligen Zusammenhang zwischen Energie und Masse habe ich hier ein bisschen erklärt:
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2012/07/25/die-vielen-gesichter-der-masse/
    Vielleicht hilft das schon weiter, ansonsten hier nochmal fragen.