Anfang der 60er kam gerade die Theorie auf, dass Protonen und Neutronen aus kleineren Teilchen, den Quarks, zusammengesetzt sein könnten. Die Wechselwirkung zwischen diesen Quarks (und auch die zwischen den Teilchen, die aus Quarks bestehen Proton und Neutron) musste einerseits extrem stark sein, damit, die Protonen und Neutronen nicht zerfallen, andererseits musste sie aber auch eine kurze Reichweite haben. Haben die Austauschteilchen, die diese Kraft vermitteln, eine hohe Masse, dann ergibt sich auch eine kurze Reichweite.  Und was Higgs sich ausgedacht hat, war ein Mechanismus, wie man solchen Wechselwirkungsteilchen prinzipiell eine Masse verleihen kann, ohne dass man sonstige Probleme mit der Theorie bekommt. Wenn er also ein Teilchen vorhergesagt hat, dann eins, das den Austauschteilchen für die starke Kernkraft (die man heute Gluonen nennt) eine Masse verleiht. (Dass Higgs sich eigentlich eher für de starke Wechselwirkung interessierte, erklärt übrigens auch Sean Caroll.)

So erzählt es übrigens auch Weinberg in seinem Nobelpreisvortrag:

it seemed obvious that the strong interactions are not mediated by massless particles

Es erschien offensichtlich, dass die starke Wechselwirkung nicht durch masselose Teilchen vermittelt wurde.

Und auch Weinberg bastelte zu dieser Zeit noch an einer Theorie der starken Wechselwirkung, in der er den Higgs-Mechanismus einsetzen wollte:

I spent the years 1965-67 happily developing the implications of spontaneous symmetry breaking for the strong interactions

Ich verbrachte die Jahre 1965-67 damit, fröhlich die Implikationen einer spontanen Symmetriebrechung für die starke Wechselwirkung auszuarbeiten.

Heute wissen wir, dass Gluonen masselos sind. Die starke Kernkraft hat trotzdem eine kurze Reichweite, das liegt aber daran, dass sich die Gluonen gegenseitig anziehen und so die Kernkraft abschirmen können. Ein Higgs-Teilchen, das den Gluonen Masse verleiht, gibt es also nicht.

Nachtrag: Anscheinend habe ich das paper von Higgs hier ein wenig falsch verstanden: Er beschreibt einen Mechanismus, mit dem Vektor-Teilchen (also solche Teilchen wie Gluonen) Masse bekommen können. Kommentator Reggid hat mich auf einen Text von Matt Strassler aufmerksam gemacht, der erklärt, dass es eigentlich darum ging, zu erklären, warum Hadronen, also Teilchen wie Protonen oder Pionen, eine Masse besitzen. Er verweist auch auf einen Vortrag von Higgs selbst, wo er die Geschichte erzählt. Danach ist die Sache noch etwas trickreicher: Die Idee bestand darin, einen Mechanismus der spontanen Symmetriebrechung zu finden, durch den die Hadronen ihre Massen bekommen. Das Dumme war nur, dass es einen Satz von Goldstone gab, der beweist, dass in so einem Fall immer ein masseloses Teilchen existieren muss.  Da ein solches Teilchen aber nicht existierte, brauchte man einen Mechanismus, um es loszuwerden. Und das wiederum gelang mit dem Higgs-Mechanismus, bei dem das Goldstone-Teilchen verschwindet und seine Masse an ein vorher masseloses Vektor-Teilchen überträgt.  So ganz klar ist mir aber nicht, wie das zum Satz von Weinberg passt – vermutlich standen beide Ideen im Raum. Falls ich das noch besser verstehe, schreibe ich natürlich was dazu.

Die Anwendung, die Higgs für seinen Mechanismus im Kopf hatte, erwies sich also als falsch. Der Mechanismus aber war zum Glück allgemein formuliert, und als Weinberg, Glashow und Salam die Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung aufgestellt haben, konnten sie diesen Mechanismus entsprechend einsetzen, um den W- und Z-Teilchen ihre Masse zu geben. Weinberg erzählt dazu:

At some point in the fall of 1967, I think while driving to my office at M.I.T., it occurred to me that I had been applying the right ideas to the wrong problem.

Irgendwann im Herbst 1967, ich glaube während ich zu meinem Büro am MIT fuhr, kam mir die Idee dass ich die richtige Idee auf das falsche Problem angewandt hatte.

Weinberg erkannte, dass er den Higgs-Mechanismus verwenden konnte, um die elektromagnetische und die schwache Wechselwirkung zusammenzufassen. Und dadurch würde die schwache Wechselwirkung eine kurze Reichweite bekommen, die elektromagnetische aber nicht, weil das Photon keine Masse erhält. Er postulierte also die Existenz eines Higgs-Feldes und des zugehörigen Higgs-Teilchens.

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Kommentare (26)

  1. #1 Thilo
    10. Oktober 2013

    Der Name “Higgs-Teilchen” geht übrigens auf Whi Soh Lee zurück: http://scienceblogs.de/mathlog/2012/07/06/wie-das-higgs-boson-zu-seinem-namen-kam/

  2. #2 Geoman
    10. Oktober 2013

    @ MartinB

    Aus eigener bitterer (d.h kaum korrigierbarer) Erfahrung weiß ich, dass, wenn man über ein verkürzende Darstellung eines komplexen Sachverhaltes sehr verärgert oder empört ist, die Rechtschreibfehler oder -verdreher geradezu exponentiell zu nehmen.

  3. #3 MartinB
    11. Oktober 2013

    @geoman
    Nein, das liegt nur daran, dass ich gestern eigentlich was anderes zu tun hatte und mir deshalb die übliche Tippfehler-Entfernungs-Korrekturschleife gespart habe. Nachtrag: Habe mal ein paar Fehler korrigiert, wer noch welche findet, kann sie gern Tpyos, dem Gott der Tippfehler, opfern.

  4. #4 Geoman
    11. Oktober 2013

    Kann es sein, dass die Eile, mit dem Sie den Artikel ins Netz gestellt haben, damit zu hat, dass er im Widerspruch, zu dem steht, was hier sonst ‘standardmodellmäßig’ über die Vorhersage Higgs-Teilchen verbreitet wird?

    Das der wahre Sachverhalt mal wieder erheblich komplizierter ist, als er auf den ersten Blick erscheint, interessiert ja hier kaum jemanden.

    Die (wunderbaren) Geschichten, die die Wissenschaft schreibt, sollen offenbar schön und schlüssig sein…

  5. #5 MartinB
    11. Oktober 2013

    @Geoman
    Natürlich wollte ich den Artikel schnell fertig haben, wegen der Aktualität. Aber nachdem das Schreiben doch länger dauerte als erwartet (weil ich erst die Nobel lecture von Weinberg lesen musste, um sicherzugehen, dass ich alles verstanden habe),wollte ich gestern abend das Ding endlich loswerden, um anschließend wieder an meinem Buch zu arbeiten. Es ist aber immer faszinierend zu sehen, wie leute irgendwelche Dinge in das Verhalten anderer hineinprojizieren.

    “interessiert ja hier kaum jemanden. ”
    Hier auf den Scienceblogs sicher schon.
    Aber angesichts der zitierten Pressemitteilung kann man wirklich nemandem einen Vorwurf machen, wenn er glaubt, Higgs habe das Higgsteilchen, das am CERN gefunden wurde, vorhergesagt. Da muss man schon ziemlich zwischen den Zeilen lesen.

    Ich bin mal gespannt, wie Higgs die Geschichte in seiner Nobel lecture erzählen wird.

  6. #6 Spritkopf
    11. Oktober 2013

    @Geoman

    Das der wahre Sachverhalt mal wieder erheblich komplizierter ist, als er auf den ersten Blick erscheint, interessiert ja hier kaum jemanden.

    Na, erzählen Sie schon Ihre Version der Geschichte. Lange werden Sie sich eh nicht abhalten lassen.

  7. #7 MisterKanister
    11. Oktober 2013

    Hallo,
    Sie beschäftigen sich ja auch mit der Evolution und so. Was halten Sie denn von diesem Text, in dem der Autor meint das es keinen “Tree of Life” gäbe, sondern das es mehr ein “Ring of Life” ist:
    http://universe-review.ca/F10-multicell.htm#LCA

    (ja ich könnte google benutzen und dort wahrscheinlich alles rausfinden, aber so langweilig bin ich nicht ^^)

    Gruss

  8. #8 MartinB
    12. Oktober 2013

    @MisterKanister
    Kann ich auf die Schnelle nichts zu sagen.

  9. #9 Reggid
    12. Oktober 2013

    sehr schöner artikel, wider den vereinfachten (falschen) darstellungen um die entdeckung des higgsmechanismus’ in den medien.

    eine ebenfalls sehr ausführliche zusammenfassung der damaligen entwicklungen findet man hier:

    http://profmattstrassler.com/2013/10/08/the-twists-and-turns-of-higgstory/

  10. #10 MartinB
    12. Oktober 2013

    @reggid
    Danke für den Link, nun sehe ich noch klarer – ich dachte (so stand es auch bei Carroll) es ginge hauptsächlich um die reichweite der starken WeWi, aber jetzt wird mir auch klar, warum im Higgs-paper die Mesonen erwähnt werden und warum Weinberg auch so viel über das rho schreibt.

  11. #11 MartinB
    12. Oktober 2013

    So, ich habe oben eine Beermkung eingefügt, die das, was MattStrassler schreibt und den Vortrag von Higgs, den er verlinkt, berücksichtigt. Anscheinend war die Sachlage damals ziemlich undurchsichtigt, so ganz sehe ich jedenfalls nicht, wie sich Weinbergs’ und Higgs’ Schilderungen in Einklang bringen lassen.

  12. #12 Veeramohan
    13. Oktober 2013

    /Wofür Higgs – sicherlich zu recht – den Nobelpreis bekommen hat, ist die Vorhersage des prinzipiellen Mechanismus, mit dem Austauschteilchen eine Masse bekommen können, aber das am CERN gefundene Teilchen hat er nicht vorhergesagt./-
    Ich habe auch diese Frage !

  13. #13 volker
    Waakirchen
    18. Oktober 2013

    Offensichtlich ist mein Kommentar von heute morgen nicht durchgekommen. Martin, hast Du einen Dummheitsfilter eingebaut? Dennoch versuche ich es nochmal.
    Schon erstaunlich:
    Über 400 Kommentare zu den Sozialen Privilegien, aber nur bisher 12 zum Higgs-Mechanismus. Bin ich im falschen Film?
    Deshalb mal wieder eine von meinen berühmt-berüchtigt “Dummen Fragen”:
    Warum können aus einem SL keine Photonen austreten, obwohl diese ja als ruhemasselosen Teilchen nicht der gravitativen Wechselwirkung unterliegen?
    Vielleicht könnte ich mir ja diese Frage selber beantworten, aber wie viele von den “Privilegierten” können das?
    Ich bin nicht so eine böser Mensch, wie ich hier erscheine, aber manchmal braucht es ein bisschen virtual human (black!) antimatter, gegen all diese Gutmenschen.

  14. #14 MartinB
    18. Oktober 2013

    “obwohl diese ja als ruhemasselosen Teilchen nicht der gravitativen Wechselwirkung unterliegen?”
    Weil die Annahme, dass Photonen nicht der Gravitation unterliegen, falsch ist – sie haben eine energie, also haben sie auch eine Masse (nur eben keine Ruhemasse). Sonst gäbe es ja auch keine Lichtablenkung im Schwerefeld der Sonne.
    Lies noch mal den Artikel “die vielen Gesichter der Masse”, da habe ich das meiner Erinnerung nach erklärt.

    Und ja, unser Blog-System hat momentan häufige Aussetzer.

  15. #15 Renate Stoltenburg
    91564 Neuendettelsau
    19. Dezember 2013

    Ein bisschen vom Wege:
    Ich frage mich, ob das Higgsfeld der Träger und Vermittler der Impulse sein kann, die die oft viele Kilometer von einander entfernten Partner aktiver Telepathie mit einander verbinden. – Im ASW-Bereich gibt es ja auch Materialisationen und berührungslose Verschiebung kleiner Gegenstände, Hellsehen und derlei. Das in der Para-Forschung postulierte “Seelenfeld,” das Ereignisse vermutlich mit Lichtgeschwindigkeit “psychisch” vermitteln soll, könnte doch irgendwie mit den Masseverschiebungen im Higgsfeld zusammenhängen.- Bitte ernst nehmen, ASW ist kein Spinn, es gibt diese Ereignisse, und sie sind auch belegt und erforscht, so weit das jeweils möglich war.
    R. St. 19. 12. 2013

  16. #16 MartinB
    19. Dezember 2013

    @Renate Stoltenberg
    Erstens gibt es keinen nachweis von Telepathie, Hellsehen etc., der einer Überprüfung standhält (nette Anekdoten sind genau das, Anekdoten – ich habe dazu mal einen Artikel geschrieben http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2011/05/27/warum-ich-nicht-hellsehen-kann/) und zweitens kann das Higgsfeld dafür sicherlich nicht verantwortlich sein – das Feld selbst ist homogen, und Higgsteilchen sind viel zu massiv, als dass sie eine Wechselwirkung irgendeiner Art über eine makroskopische Reichweite vermitteln könnten.

    Siehe auch http://xkcd.com/808/

  17. #17 Wilhelm Leonhard Schuster
    19. Dezember 2013

    @Martin B Ich meine der Physiker sollte die Argumente der Renate Stoltenburg tatsächlich ernst nehmen.
    Ich nehme an, in Neuendettelsau “schwafelt ” man
    “nicht nur” frömmlerisch oder fantastisch.

    Ich meine die Physik sollte “auch” bemüht sein, gewissen Phänomenen auf den Grund zu kommen.

    Beweise , (sage mir die Lottozahlen voraus ct.) lassen sich auf diesem, schwammigen, mysteriösem “Felde” nun mal nicht erzwingen .
    Aber irgend ein “Feld” muß nun mal vorhanden sein!

    Abzutun :”Das ist alles Unsinn”,
    Sie entschuldigen wenn ich das so brutal sage:
    Ist einfach naiv!

  18. #18 Theres
    19. Dezember 2013

    @ Herr Schuster
    Lesen und auch verstehen, hm?
    Das von Renate Stoltenburg waren keine Argumente. Das war vielleicht etwas, das sie irgendwo gelesen hat, aber Argumente waren das nicht.
    Das ist nämlich so Unsinn – und ein Higgsfeld ist nun einmal nicht das, was diese Kommentatorin da rein interpretiert hat.
    Es gibt durchaus ernst zu nehmende Untersuchungen zum sogenannten Hellsehen und ähnlichen Phänomenen, nur in den Bereich der Physik fallen sie nicht und als Ergebnis brachten sie auch nicht das, was die gern hätten, die daran glauben.
    Das ist alles Wahrnehmung, so kanns mans sagen.
    Extra für sie auf Deutsch: http://www.gwup.org/infos/themen-nach-gebiet/999-von-schafen-und-ziegen?catid=63%3Aparapsychologie
    Suchen Sie mal was zum Thema Synästhesie heraus, das bietet auch ne Möglichkeit.

  19. #19 Wilhelm Leonhard Schuster
    19. Dezember 2013

    @Theres, Frau Stoltenburg hat, (als Nicht Physikerin ?)
    eine nüchterne Frage gestellt,weiter nichts.
    Ich kenne und verstehe durchaus die Eso Problematik und weshalb man diese einzudämmen sucht.
    Die Hexenverfolgungen und Verbrennungen, waren schließlich ein abschreckender und wahrhaft fürchterlicher Tatbestand.
    (Die Kirche, hatte eine gesamte Gesellschaft verseucht, nur, weil möglicherweise, der Ein oder der Andere Mensch, sonderbares, oder auch angeblich nicht ganz normales vermochte.)
    Dennoch wäre von Interesse , was an genannten Dingen
    dran ist und wie derartiges (Telepathie ct.) funktioniert.
    Übrigens Frage :Hat man die “Aura” des Menschen schon messen können? (Oder ist diese nicht vorhanden und auch Einbildung?)
    (Ich habe IHREN Link, da zu lang noch nicht gelesen!

  20. #20 Wilhelm Leonhard Schuster
    20. Dezember 2013

    Nun ich habe den Link einigermaßen gelesen und stelle fest, daß das die üblichen verzweifelten Versuche sind, etwas zu ergründen.
    Es wird vergessen ,daß das beobachtete Mädchen
    wahrscheinlich die Gier oder das Begehren des Mannes
    spürt,ein Vorgang, der mir normal erscheint und jede einigermaßen normale, sensible Frau, wird derartige Erlebnisse bestätigen können.

    Beim zweiten angedeuteten Fall, ging es um unmittelbare Lebensbedrohung (das Pferd scheut vor dem Sumpf).

    Ich persönlich habe folgendes erlebt.
    Ich, im Auto meines Chefs, der den Wagen in
    “Dunkler Nacht” lenkt.Er, kann die Rotte Rehe, die urplötzlich die Straße wechseln wird, nicht gesehen haben.
    Auch ich habe diese nicht gesehen.
    Dennoch knutscht er urplötzlich auf die Bremse
    und die Rehe passieren ca 8 Meter vor dem Auto
    mit höchstem Reh Tempo die Straße.
    Unser beider Kommentar:

    ” Der Eine hats ,der Andere geht flöten!”

    Meine Meinung :Jede Art “künstlicher Untersuchung” ist von vorneherein zum Scheitern verurteilt und bringt das Problem einer Lösung nicht näher.

    Das soll aber nicht heißen, daß man diesbezüglich resignieren sollte.

  21. #21 rolak
    20. Dezember 2013

    Frau Stoltenburg hat eine Frage gestellt,weiter nichts.

    Nein, WLS, hat sie nicht, zumindest nicht an einen außer sich selber.
    Und es wird selbstverständlich.bei keinem Phänomen versucht, eine Funktionsweise zu finden, solange nicht einmal gezeigt ist, daß es überhaupt existiert. Denn das Einzige, was auf dem Gebiet vorhanden ist sind unbelegte Behauptungen, unverstandene Wahrscheinlichkeiten und fehlinterpretierte Statistik. Letzteres (aktuelles Bsp) derart hartnäckig und unbeeindruckt von sachlicher Kritik, daß nurmehr Verblendung bis Vorsatz als Erklärung übrigbleibt.

    Solche Beispiele wie Deine innere Reh-Vision sind völlig unbrauchbar (subliminale Wahrnehmung, und nein, das ist kein ESP), ‘war vorher nicht zu bemerken’ ist eine übliche post hoc Selbsttäuschung. Und bzgl der Fähigkeit zu erkennen, ob man angeschaut wird, ist der gute alte Sheldrake doch vor nicht allzu langer Zeit schön vor die Pumpe gelaufen.

  22. #22 MartinB
    20. Dezember 2013

    @WLS
    “Beweise , (sage mir die Lottozahlen voraus ct.) lassen sich auf diesem, schwammigen, mysteriösem “Felde” nun mal nicht erzwingen .”
    Warum sollte das so sein? Wenn ich wissenw ill, ob ein Signalübertragungsmechanismus funktioniert, dann versuche ich, damit Signale zu übertragen. Alle Versuche in Sachen Telepathie sind da bisher (von statistisch zu erwartenden Ausrutschern und Studien mit methodischen Fehlern abgesehen) gescheitert.

    Wenn jemand behauptet, er könne per Telekinese Dinge bewegen, dann sollte sich auch das nachweisen lassen.

    Das wussten schon die Griechen “Hic Rhodos, hic salta.”

    Und manche Sachen sind einfach falsch, und dann kann man auch sagen “das ist Unsinn”.

  23. #23 Wilhelm Leonhard Schuster
    20. Dezember 2013

    Jeder wie er mag. Es kam lediglich die Frage, ob ein Physiker helfen könne ein Problem zu lösen .
    Die Antwort war “NEIN” und damit sollten wir eben die Sache in aller Freundschaft auf sich beruhen lassen.
    “Hic Rhodos hic salta” ist mir in einem entscheidenden Moment meines Lebens schon mal gesagt worden.
    Nun, ich habe viele Purzelbäume geschlagen und finde meinen vor gebrauchten Ausdruck naiv , auch ein wenig naiv!

  24. […] die ATLAS und CMS-Experimente am LHC des CERN bestätigt wurde.” Im Oktober habe ich versucht, die Geschichte dieser Entdeckung nachzuerzählen und zu erklären, warum Higgs eben nicht das Higgsteilchen vorhergesagt hat. Inzwischen ist die […]

  25. #25 Hammster
    20. Februar 2014

    Das Higgs-Feld kann Lottozahlen vorhersagen? Voll Geil. Ich will auch son Higgs-Feld-Teilchen-Dingens – wenn ich dann von Rehen träume! (waren die vielleicht weiss und mit einem Horn und nem Regenbogen darüber…?)

    @WLS: Renate sagt (#15): “Ich frage mich, ob…” – wie rolak (#21) dir schon richtig antwortete, stellte sie keine Frage (ausser sich selbst), die schon gar nicht “von der Wissenschaft mit (impliziertem kategorischen) “NEIN” beantwortet wurde…
    Entweder kannst du nicht lesen – oder du willst es nicht… Ich denke, du willst es nicht und lieber dir selbst deine Vorbehalte gegen “Wissenschaft” bestätigen. Habt “Ihr” nicht eigene Schwafel-Blogs, in denen “Ihr” euch gegenseitig beantisciencen könnt? Muss so ein Unfug in einem “Science-Blog” landen?
    Auch, wenn du kurzzeitig unterhaltsam wirkst: Geh doch mal in dich … und dann wieder ganz weit weg von hier – am besten zurück in “euer” Universum, zu den Aura-Einhörnern und telekinetischen Kobolden.

  26. #26 MartinB
    20. Februar 2014

    @Hammster
    So sehr ich es auch verstehe, dass die Schwurbelei eines WLS manchmal nervt – solange er es nicht übertreibt, ist er hier trotzdem willkommen und da er kein handelsüblicher Troll ist, kann man ihn auch einfach ignorieren. (Echte Trolle sollte man nicht ignorieren.)