Was ist das Higgs-Feld?

Was ist das Higgs-Feld?

Es ist bisher nicht genau geklärt, über welchen Mechanismus die Elementarteilchen, aus denen die Materie besteht, ihre Masse erhalten. Als Verursacher haben die Physiker ein überall im Universum vorhandenes Medium in Verdacht, durch das sich alles hindurchbewegt: das Higgs-Feld.

Was ist das Standardmodell mit dem Higgs-Mechanismus?

Dass das Standardmodell mit dem Higgs-Mechanismus zu einer mathematisch konsistenten Theorie wird – sich also alle Berechnungen im Prinzip mit beliebiger Genauigkeit durchführen lassen, ohne dass es zu inneren Widersprüchen kommt – konnte erst Anfang der 1970er-Jahre bewiesen werden. Das gab der Theorie einen gewissen Vertrauensvorschuss.

Was ist das Higgs-Teilchen?

Zu diesem Feld gehört ein Teilchen – das Higgs-Teilchen – das sich mit Hilfe von Teilchenbeschleunigern wie dem LHC nachweisen lässt. Im Juli 2012 verkündeten die zwei großen LHC-Experimente ATLAS und CMS, dass sie ein Teilchen entdeckt haben, auf das die Beschreibung passt.

Wie zeigt sich das Higgs-Teilchen in der kosmischen Strahlung?

Das Higgs-Teilchen zeigt sich nur dort, wo Teilchen kollidieren – sei es auf natürliche Weise in der kosmischen Strahlung, sei es im Experiment der Physiker am Europäischen Laboratorium für Teilchenphysik (CERN) in Genf.

Wie entsteht das Higgsfeld in Schwingungen?

Dadurch gewinnen sie an Masse. Je stärker ein Teilchen auf das Higgsfeld reagiert, umso mehr Masse hat es, und umso leichter kann es wiederum das Higgsfeld in Schwingungen versetzen. Diese „Wirbel im Quantensirup“ äußern sich physikalisch in der Erzeugung von Higgs-Teilchen, nach denen man seit mehr als 40 Jahren sucht.

Das Higgs-Feld hat eine bemerkenswerte Eigenschaft: Sein Zustand mit niedrigster Energie ist nicht der Zustand, in dem das Feld verschwindet. Bei anderen Feldern, wie das elektromagnetische Feld , ist die Energie minimal, wenn die Feldstärke so gering wie möglich ist.

Was ist das Higgs-Feld mit drei Teilchen?

Das Higgs-Feld mit drei unbeobachtbaren und einer Teilchen-artigen Komponente ist nur die einfachste Möglichkeit, den W- und Z-Bosonen Masse zu verleihen. Es ist durchaus vorstellbar, dass das Higgs-Feld komplexer ist und mehr als eine Art von Higgs-Bosonen zustande bringt.

Was sind die Bausteine der Higgs-Teilchen?

Higgs-Teilchen im Standardmodell. Die Bausteine des Standardmodells der Teilchenphysik lassen sich in vier Gruppen aufteilen: Die Quarks (die Grundbausteine der Atomkerne), die Leptonen (z. B. das Elektron), die Eichbosonen (die die Wechselwirkungen zwischen Teilchen vermitteln) und das Higgs-Feld.

Was ist das Higgs-Teilchen nicht?

Beginnen wir damit, was das Higgs-Teilchen nicht ist: Das Higgs-Teilchen ist kein Baustein, aus dem unsere Welt aufgebaut ist, wie beispielsweise das Elektron oder das Quark.

Das Higgs-Feld ist benannt nach Peter Higgs, emeritierter Professor an der University of Edinburgh, der die Existenz eines solchen Feldes in den sechziger Jahren – zeitgleich mit zwei belgischen Physikern – erwogen hatte.

Was ist die Higgs-Theorie?

Mit dieser Analogie konnte der britische Physiker David Miller die Higgs-Theorie sogar seinem Forschungsminister erklären. Denn Protonen, Neutronen und Elektronen sind Teilchen mit Ruhemasse. Diese ermöglicht ihnen eine ruhende Existenz, indem sie ihnen Trägheit verleiht, das heißt: Widerstand gegen Bewegungsänderungen.

Was ist der Higgs-Mechanismus?

Der Higgs-Mechanismus wurde ursprünglich nur für abelsche Eichtheorien formuliert. Nachdem er 1967 von T. W. B. Kibble auf nicht abelsche Eichtheorien ( Yang-Mills-Theorien) übertragen worden war, konnte der Mechanismus auf die schwache Wechselwirkung angewendet werden.

Was ist Peter Higgs-Mechanismus?

Peter Higgs war jedoch der Erste, der auch die Existenz eines neuen Teilchens vorhersagte, weshalb es nach ihm benannt worden ist. Am 8. Oktober 2013 wurde François Englert und Peter Higgs für die Entwicklung des Higgs-Mechanismus der Nobelpreis für Physik zuerkannt, Robert Brout war ein Jahr vorher gestorben.

Was ist der Nachteil des Higgs-Mechanismus?

„Ein weiterer Nachteil des Higgs-Mechanismus: Er hat keine vorhersagende Wirkung, das heißt, wir finden mit dem Higgs-Mechanismus eine Art und Weise, wie den Materieteilchen – den Quarks und den Leptonen – Massen gegeben werden kann, aber wir wissen nicht, warum diese Leptonen diese bestimmte Masse besitzen.

Wie reagiert ein Teilchen auf das Higgsfeld?

Je stärker ein Teilchen auf das Higgsfeld reagiert, umso mehr Masse hat es, und umso leichter kann es wiederum das Higgsfeld in Schwingungen versetzen. Diese „Wirbel im Quantensirup“ äußern sich physikalisch in der Erzeugung von Higgs-Teilchen, nach denen man seit mehr als 40 Jahren sucht.

Was ist das Higgs-Mechanismus?

Das ist ein recht unangenehmes Milieu für Leben und sie war – so die gängige Auffassung in der modernen Kosmologie – im sehr frühen Universum realisiert ( GUT-Ära ). Das Konzept, das heute Higgs-Mechanismus genannt wird, wurde von Higgs aus der Festkörperphysik übernommen.

Das Higgs-Teilchen bildet somit den letzten, noch fehlenden Baustein im strahlenden Theoriegebäude des Standardmodells der Teilchenphysik; was den Alchemisten des Mittelalters der ‚Stein der Weisen’ war, ist einigen Physikern der Gegenwart das Higgs-Teilchen.