Wie ich ja im Moment ständig schreibe, habe ich eigentlich gar keine Zeit zum Bloggen. Da ist ein Buch, das bis Ende November beim Verleger sein soll, und ein Forschungsantrag, der auch im November fertig sein muss, von diversem anderen Kram nicht zu reden. Und dann der Physik-Nobelpreis – dazu muss ich ja quasi was schreiben.

Aber das Liebe Nobel-Komittee hat ja auf mich Rücksicht genommen und hat den Nobelpreis extra an Higgs und Englert verliehen – und so kan ich einfach auf die diversen Artikel zum Thema hier im Blog verweisen. Puh, Glück gehabt…

Zuerst mal kann man sich natürlich die Frage stellen, wozu das eigentlich gut sein soll. Noch ein Teilchen, na und? Das hat auch vor einiger Zeit der Bildkolumnist Wagner so gesehen. Hier meine Antwort darauf.

Einen kleinen Überblick, wie das Higgs-Teilchen funktioniert, findet ihr in diesem Artikel. Der gibt euch eine grobe Idee, was es mit dem Higgs-Teilchen auf sich hat.

Wenn ihr es genauer (eigentlich schon ziemlich genau) wissen wollt, dann habe ich auch noch eine zweiteilige, ziemlich ausführliche Erklärung für euch. Im ersten teil geht es um die Frage, warum man überhaupt ein Teilchen braucht, das den anderen Teilchen “Masser verleiht”. Das liegt an einer merkwürdigen Asymmetrie im Standardmodell der Elementarteilchen, bei denen Teilchen sich anders verhalten als ihre Spiegelbilder. Im zweiten Teil geht es dann um die verwirrende Frage, wieso man denn am CERN ein Higgs-Teilchen finden kann, wenn doch das ganze Universum voller Higgse ist, die den Teilchen Masse verleihen, Das liegt an dem kleinen aber feinen Unterschied zwischen Higgs-Teilchen und Higgs-Feld.

Wenn es um das Higgs geht, taucht auch immer wieder die Frage auf, ob es denn etwas mit der Gravitation  zu tun hat, weil es ja anderen Teilchen Masse verleiht und Masse Gravitationsfelder erzeugt. Ganz kurze Antwort: nein. Die etwas längere Antwort (zusammen mit einigen anderen Gedanken zur Masse) findet ihr am Ende dieses Artikels.

Dass ich so viel über das Higgs geschrieben habe, lässt nattürlich auch die Frage aufkommen, warum man es nicht einfach mal so erklären kann, das es jeder versteht, und gut is’. Mit dieser Frage habe ich mich auch mal beschäftigt.

Auch einer der meistgelesenen Artikel hier im Blog beschäftigt sich übrigens mit dem Higgs-Teilchen. Nicht jeder hat gleich gemerkt, dass ich diesen Artikel an einem ganz bestimmten Tag veröffentlicht habe und am Ende sah ich mich genötigt, einen Hinweis am Anfang einzubauen, weil es immer wieder Leute gab, die panisch wurden…

Und wenn ihr keine Lust habt, immer nur meine Artikel zu lesen, dann werdet ihr auch bei Florian oder bei Thilo fündig.

Ach ja: Wer in den Kommentaren das Wort “Gottesteilchen” verwendet, muss zur Strafe die hier aufsetzen.

Kommentare (22)

  1. #1 libre
    9. Oktober 2013

    Welch Freude wieder einen Artikel von dir zu lesen. In letzter Zeit sackte das Niveau doch etwas ab.
    Und danke für deine Links. Mehrfaches Lesen deiner Beiträge führt zu zunehmend besseren Verständnis der Materie – was mich betrifft … soweit ich dazu in der Lage bin.
    Freu mich schon, wenn du wieder mehr Zeit für ScienceBlogs hast.
    Bis dann und lg

  2. #2 volker
    Waakirchen
    9. Oktober 2013

    Ich schließe mich dem Vorredner(in?) voll inhaltlich an. Danke, wenn es auch erst eines Nobelpreises bedurfte, um…… nein nein, keine Kritik, Spaß, Scherz!
    Doch noch mal zurück zu meiner Frage an Martin, ob Higgs-Teilchen / Felder nicht doch etwas mit der sogn. Dunklen Materie/Energie zu tun haben könnten.
    Ich darf dazu aus dem Münchener Merkur vom 09.10., Seite 22, aus einem recht vernünftigen Artikel dazu zitieren:
    …….”Die Physiker (vom Cern) schließen in einem neuen Modell der sogenannten Supersymmetrie auch nicht aus, dass es fünf verschiedene Higgs-Teilchen gibt. In jedem Fall bleibt viel zu forschen (wohl wahr!). Die mit dem Higgs-Teilchen erklärbare Materie im Standardmodell macht nur vier Prozent des Universums aus. Eine “exotische Version des Higgs -Teilchens” könnte jedoch laut Cern auch eine Brücke sein, um die mysteriöse Dunkle Materie zu erklären, die nach ihren Theorien 23 Prozent des Universums füllt, und die Dunkle Energie, die 73 Prozent umfasst.”
    Na, wenn schon die Physiker im Cern darüber nachdenken, dann war meine Frage vielleicht doch nicht so ganz abwegig.

  3. #3 Bloody Mary
    9. Oktober 2013

    @MartinB
    danke für all Deine Aufklärungsarbeit! Immer wieder öffnest Du Fenster. Das mit dem Higgs-Teilchen interessiert mich derart, dass ich damals mal zum CERN hingereist bin, um das alles zu sehen und besser verstehen zu können.

    Magst Du vielleicht noch ein bißchen was verraten über das Buch, welches Du verspätet 🙂 bei Deinem Verleger abgeben wirst? Topic & Erscheinungsdatum?

  4. #4 MartinB
    9. Oktober 2013

    @volker
    Klar, wenn man erweiterungen des SM betrachtet, dann können darin weitere Higgse sein, und die mögen etwas mit der DM zu tun haben. Meine Aussage bezog sch darauf, dass das am CERN gemessene Higgs wohl nicht die DM bilden kann. Wobei es bisher zumindest für supersymmetrische Erweiterungen des SM genau keine Hinweise gibt.

    @BM
    Das wird mein Vorlesungsskript über Funktionswerkstoffe, das irgendwann im Frühjahr als Buch rauskommt – und SELBSTVERSTÄNDLICH werde ich es genau pünktlich beim Verlag haben.

  5. #5 roel
    *****
    9. Oktober 2013

    @MartinB Vielen Dank für die Zusammenfassung und die Verlinkung auf all deine Beiträge zum Higgs. Es ist keine Serie, aber vielleicht kannst du das bei deinen Artikelserien verankern. Ich hatte zwar jeden Beitrag zum Higgs gelesen, werde mich aber, wenn die Zeit endlich wieder reicht, nochmal mit allen Beiträgen beschäftigen.

    Ich wollte mir eigentlich die Mütze schon aufsetzen. Was hast du gegen den Begriff, den Teile der Presse für das Higgs-Teilchen gewählt haben? Aber für die Diskussion fehlt mir die Zeit, zumal ich den Begriff ebenfalls nicht mag.

    “Auch einer der meistgelesenen Artikel hier im Blog….” Und das finde ich sehr interessant. Vielleicht kannst du ja mal ein wenig Statistik veröffentlichen.

    So, dann mal noch gutes Gelingen beim Buch, Forschungsantrag und all dem anderen Kram.

  6. #6 MartinB
    9. Oktober 2013

    @roel
    “Was hast du gegen den Begriff, den Teile der Presse für das Higgs-Teilchen gewählt haben”
    Erstens hat Gott in der Teilchenpyhsik nix verloren, zweitens ist das Higgs-teilchen nur deshalb das “Gottesteilchen”, weil es so viel schwerer ist als die anderen, genau so wichtigen Bestandteile des SM, und deswegen so schwer zu finden war. Und drittens beruht der Begriff ja eh auf einer Entscheidung eines Verlegers, wenn ich mich nicht irre.

    Statsitik hatte ich in einem der 100er-Artikel, ich weiß nicht mehr ob beim 200ten oder 300ten.

  7. #7 roel
    *****
    9. Oktober 2013

    @MartinB Es verführt doch nach einem Kommentar noch mal wieder reinzuschauen.

    In diesem Beitrag war die Statistik:

    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2012/04/08/200-mal-drachen-ein-bisschen-jubilaumsstatistik/

  8. #8 MartinB
    9. Oktober 2013

    Ah, o.k., da war der Aprilscherz noch neu und es gab das Trollhandbuch und den Wagner-brief noch nicht…

  9. #9 volker
    Waakirchen
    9. Oktober 2013

    @martin
    Funktionswerkstoffe klingt spannend, etwa auch für hohe Festig-/Steifigkeiten bei hohen Temperaturen ?
    In 1967 habe ich mich mal im Rahmen meiner Dipl.arbeit beschäftigt mit: Berechnung von Platten mit anisotropen und unsymmetrisch angeordneten Werkstoffen. Also Platten mit multidirektionalen Verbundwerkstoffen mit Fasern in Matrixmaterial. Und alles noch vor FEM, war spannend, aber Viecherei. Ich denke, Deine Funktionswerkstoffe spielen sich ein paar Größenordnungen kleiner ab.
    Sag’ uns doch mal, wann und wo Dein Buch rauskommt, könnte mich interessieren. Viel Glück beim Endspurt!

  10. #10 MartinB
    9. Oktober 2013

    @volker
    nein, es geht um alles, was mehr tut als nur Last tragen: Leiter, halbleiter, Supraleiter, Piezoelektrika, Magneten und solches Zeug. Aus didaktischen Gründen auch Farbstoffe und Flüssigkristalle, weil man an denen ne Menge Theorie nett demonstrieren kann. Wen nalles glatt geht, kommt es zum Sommersemester 2014 raus.

  11. #11 Spritkopf
    10. Oktober 2013

    @MartinB

    Ach ja: Wer in den Kommentaren das Wort “Gottesteilchen” verwendet, muss zur Strafe die hier aufsetzen.

    Musste zuerst bei Wikipedia nachsehen, welche Bedeutung die hat. Aber jetzt verstehe ich endlich, warum Bill Maher vom Papst immer als “the guy who wears a pointy hat” redet.

  12. […] folgenden nehme ich an, dass ihr einen der Artikel übers Higgs gelesen habt und ungefähr wisst, wie es funktioniert und was es im Standardmodell so […]

  13. #13 Niels
    11. Oktober 2013

    @MartinB

    Klar, wenn man erweiterungen des SM betrachtet, dann können darin weitere Higgse sein, und die mögen etwas mit der DM zu tun haben.

    Gibt es dazu wirklich eine ausgearbeitete Hypothese?
    Davon hab ich bisher noch nie etwas gehört.

    Oder ist das mehr gemeint als “prinzipiell kann man natürlich nicht mit absoluter Sicherheit auszuschließen, dass es da vielleicht irgend eine Art von Zusammenhang geben könnte”? 😉

  14. #14 volker
    Waakirchen
    18. Oktober 2013

    Erstaunlich:
    Im vor-vorletzten Beitrag von Martin über soziale Privilegien gab es weit über 400 Kommentare, im letzten über Higgs-Mechanismus bisher nur 13. Bin ich im falschen Film?
    Das will ich mit einer meiner berühmt-berüchtigten “Dummen Fragen” ändern.
    Wie kann es sein, dass aus SL kein Licht austritt, obwohl die Photonen doch keine Ruhemasse haben,, die mit der immensen Gravitation von SL wechselwirken könnte?

  15. #15 volker
    Waakirchen
    18. Oktober 2013

    Erstaunlich:
    Im vor-vorletzten Beitrag von Martin über soziale Privilegien gab es weit über 400 Kommentare, im letzten über Higgs-Mechanismus bisher nur 13. Bin ich im falschen Film?
    Das will ich mit einer meiner berühmt-berüchtigten “Dummen Fragen” ändern.
    Wie kann es sein, dass aus SL kein Licht austritt, obwohl die Photonen doch keine Ruhemasse haben,, die mit der immensen Gravitation von SL wechselwirken könnte?

  16. #16 volker
    Waakirchen
    18. Oktober 2013

    Erstaunlich:
    Im vor-vorletzten Beitrag von Martin über soziale Privilegien gab es weit über 400 Kommentare, im letzten über Higgs-Mechanismus bisher nur 13. Bin ich im falschen Film?
    Das will ich mit einer meiner berühmt-berüchtigten “Dummen Fragen” ändern.
    Wie kann es sein, dass aus SL kein Licht austritt, obwohl die Photonen doch keine Ruhemasse haben,, die mit der immensen Gravitation von SL wechselwirken könnte?

  17. #17 volker
    Waakirchen
    18. Oktober 2013

    Erstaunlich:
    Im vor-vorletzten Beitrag von Martin über soziale Privilegien gab es weit über 400 Kommentare, im letzten über Higgs-Mechanismus bisher nur 13. Bin ich im falschen Film?
    Das will ich mit einer meiner berühmt-berüchtigten “Dummen Fragen” ändern.
    Wie kann es sein, dass aus SL kein Licht austritt, obwohl die Photonen doch keine Ruhemasse haben,, die mit der immensen Gravitation von SL wechselwirken könnte?

  18. #18 volker
    Waakirchen
    18. Oktober 2013

    Erstaunlich:
    Im vor-vorletzten Beitrag von Martin über soziale Privilegien gab es weit über 400 Kommentare, im letzten über Higgs-Mechanismus bisher nur 13. Bin ich im falschen Film?
    Das will ich mit einer meiner berühmt-berüchtigten “Dummen Fragen” ändern.
    Wie kann es sein, dass aus SL kein Licht austritt, obwohl die Photonen doch keine Ruhemasse haben,, die mit der immensen Gravitation von SL wechselwirken könnte?

  19. #19 Alderamin
    18. Oktober 2013

    @Volker

    Bin ich im falschen Film?

    Vielleicht liegt’s daran, dass bei Fachthemen weniger Leute mitreden können, als bei Themen, die jeden einzelnen persönlich betreffen (könnten)?

    Wie kann es sein, dass aus SL kein Licht austritt, obwohl die Photonen doch keine Ruhemasse haben,, die mit der immensen Gravitation von SL wechselwirken könnte?

    Erklärung 1 (klassisch): weil sie eben doch eine bewegte Masse haben.

    Erklärung 2 (relativistisch): weil das SL die Raumgeometrie derart krümmt, dass der kürzeste Weg keine Gerade mehr ist, sondern eben die Bahn, die ins Schwarze Loch hinein führt. Das Licht legt dann diesen kürzesten Weg zurück. Licht folgt immer dem Weg mit der größten relativistischen Eigenzeit. Darüber hat Martin mal einen Artikel geschrieben.

  20. #20 volker
    Waakirchen
    18. Oktober 2013

    Sorry, dass mein Kommentar 4x übertragen wurde, so genial war er auch nicht. Da war irgendwas in der pipeline. Bitte schnell vergessen.

  21. #21 Niels
    18. Oktober 2013

    @Alderamin

    Das Licht legt dann diesen kürzesten Weg zurück. Licht folgt immer dem Weg mit der größten relativistischen Eigenzeit.

    Na ja, das finde ich ein bisschen unglücklich formuliert.

    In Martins Artikel geht es um Objekte mit Masse, also um frei fallende Beobachter auf zeitartigen Geodäten. Für diesen Fall ist das von dir Geschriebene völlig richtig.

    Licht bewegt sich aber auf Nullgeodäten. Die heißen so, weil das Weltlinien der Länge Null (ds²=0) sind.
    Die Länge einer Nullgeodäte ist also eigentlich weder maximal noch minimal, sondern nur stationär gegen Variation
    Ähnliches gilt auch für die Eigenzeit. Für Licht vergeht prinzipiell keine Eigenzeit. Daher ist es meiner Meinung nach eher verwirrend, wenn man hier vom Weg mit der größten Eigenzeit spricht.

    @MartinB
    Meine Frage in #13 war eigentlich ernst gemeint:
    Gibt es tatsächlich ernsthafte Vorschläge, die dunkle Materie mit Hilfe eines Higgs-Mechanismus erklären?

  22. #22 MartinB
    18. Oktober 2013

    @Niels
    Sorry, habe ich völlig vergessen etwas dazu zu sagen.
    Ja, sowas gibt’s ich hatte das mal irgendwo gehört, aber ein schneller scholar-check wirft z.B. das hier aus:
    http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0703512
    Im abstract steht schon:
    “One
    of the most minimal models for dark matter is the inert doublet model, obtained by adding another
    Higgs doublet with no direct coupling to fermions.”

    @Alderamin
    So kann man es natürlich auch erklären (mit dem caveat von Niels) – innerhalb des Ereignishorizont zeigen alle Weltlinien, die in die Zukunft führen, immer nach innen.