Teilchenphysik: Physik-Nobelpreis für Englert und Higgs

[ralfkannenberg]

der Punkt ist einfach, dass der Higgsmechanismus nicht wirklich funktioniert, wenn man die vollständigen Quantenkorrekturen, Vakuumenergiedichte, UV-Completeness, Renormierung etc. mit einbezieht (was weder für die Massenerzeugung noch das Teilchen vollumfänglich betrachtet werden muss); das Standardmodell funktioniert im QCD- und im masselosen el.-schw. Sektor, nicht jedoch im Higgs-Sektor; da sind sich auch so ziemlich alle Physiker einig

Hallo Tom,

ehe hier der Laie in die Irre geführt wird möchte ich (ausnahmesweise) mal aus der populär-verständlichen Wikipedia zitieren:

Ein derartiger Mechanismus für die mathematisch einfacheren abelschen Eichsymmetrien, wie bei der elektromagnetischen Wechselwirkung, wurde ursprünglich in der Festkörperphysik vorgeschlagen. Die 1950 veröffentlichte Ginsburg-Landau-Theorie beschreibt vollständig, wie durch den Meißner-Ochsenfeld-Effekt Magnetfelder aus supraleitenden Metallen herausgedrängt werden. Als phänomenologische Theorie mit weitreichenden nichttrivialen Konsequenzen ist sie für die Übersetzung in die Hochenergiephysik besonders geeignet.

Der genannte Effekt ist die endliche – und zwar sehr kleine – Eindringtiefe λ des Magnetfeldes in den Supraleiter. Dieses Phänomen kann so interpretiert werden, als hätte das Magnetfeld – mathematisch gesehen: ein Eichfeld – durch die Supraleitung statt der Masse Null eine endliche effektive Masse M[sub]λ[/sub] bekommen

Die Ginsburg-Landau-Theorie sagte im Unterschied zur mikroskopischen BCS-Theorie von 1957 die Existenz von Cooper-Paaren noch nicht voraus. Analog wird der experimentelle Existenz*nachweis des Higgs-Mechanismus voraussichtlich noch keine mikroskopische Erklärung für die Natur des Higgs-Bosons ergeben. Nachträglich könnte sich das Higgs-Boson, ähnlich wie die Cooper-Paare der Supraleitung, als "zusammengesetzt" erweisen, etwa aus zwei schwach aneinander gebundenen W-Bosonen. In diesem Fall müsste das Higgs-Boson eine Masse von ungefähr zweimal 80 GeV, also 160 GeV haben. Anfang 2010 konnte der Wertebereich zwischen 150 und 160 GeV ausgeschlossen werden, sodass nur noch eine Masse zwischen 115 und 150 GeV diskutiert wurde. Mit der Veröffentlichung der Ergebnisse des CERN am 4. Juli 2012 (mit einem Teilchen der Masse 125 GeV) scheint dieses Ergebnis bestätigt, womit aber nicht ausgeschlossen ist, dass es sich um ein in komplizierterer Weise zusammengesetztes Teilchen handelt.

Der Higgs-Mechanismus wurde ursprünglich nur für abelsche Eichtheorien formuliert. Nachdem er 1967 von T. W. B. Kibble auf nichtabelsche Eichtheorien (Yang-Mills-Theorien) übertragen worden war, konnte der Mechanismus auf die schwache Wechselwirkung angewendet werden. Das führte zur Vorhersage der – experimentell 1983 bestätigten – großen Masse der für die schwache Wechselwirkung verantwortlichen Z[sup]0[/sup], W[sup]+[/sup] und W[sup]−[/sup].

1968 wandte Abdus Salam den Higgs-Mechanismus auf die elektroschwache Theorie von Sheldon Lee Glashow und Steven Weinberg an und schuf damit das Standardmodell der Teilchenphysik, wofür alle drei 1979 den Nobelpreis für Physik erhielten.

Bei der Vorhersage des Higgs-Bosons spielt auch das Phänomen der spontanen Symmetriebrechung des Higgs-Feldes eine Rolle. Außer den bereits erwähnten Physikern haben dazu auch Yōichirō Nambu im Jahr 1960 (Nobelpreis 2008) und Jeffrey Goldstone im Jahr 1961 wichtige Beiträge geleistet.

Dein Einwand zielt somit also darauf ab, dass dass Standardmodell bezüglich des Higgsmechanismus die vollständigen Quantenkorrekturen, Vakuumenergiedichte, UV-Completeness, Renormierung usw. nicht mit einbezieht.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[Bernhard]

Dein Einwand zielt somit also darauf ab, dass dass Standardmodell bezüglich des Higgsmechanismus die vollständigen Quantenkorrekturen, Vakuumenergiedichte, UV-Completeness, Renormierung usw. nicht mit einbezieht.

Genau. Es geht also durchaus nicht um willkürliche oder gar tendenziöse Erweiterungen oder Änderungen am Standardmodell, sondern um eine Naturbeschreibung, die mit den Experimenten nicht im Widerspruch steht und gewisse ästhetische Merkmale in der Darstellung erfüllen sollte. Sollten sich dabei mehrere Möglichkeiten ergeben, so kann man von gleichwertigen Darstellungen sprechen oder es wird Ockhams Rasiermesser bemüht .
MfG

 

[TomS]

Genau. Es geht also durchaus nicht um willkürliche oder gar tendenziöse Erweiterungen oder Änderungen am Standardmodell, sondern um eine Naturbeschreibung, die mit den Experimenten nicht im Widerspruch steht und gewisse ästhetische Merkmale in der Darstellung erfüllen sollte. Sollten sich dabei mehrere Möglichkeiten ergeben, so kann man von gleichwertigen Darstellungen sprechen oder es wird Ockhams Rasiermesser bemüht .
MfG

jetzt habe ich ein Problem: ich löse eine Diskussion aus, deren Ergebnis ich nicht verstehe, aber alle anderen sund sich einig; bitte helft mir

 

[Bernhard]

Hallo Tom,

bitte helft mir

ich habe eben deinen Beitrag für meine Zwecke missbraucht. Sorry. Mir persönlich geht es aktuell tatsächlich nur darum meine Position zum Higgs-Mechanismus zu verteidigen. Ralf hatte diesen Standpunkt relativ heftig attackiert, bzw. angegriffen.
MfG

 

[Bernhard]

ich löse eine Diskussion aus

Hallo Tom,

das ist falsch. Dgoe hatte einige Seiten weiter oben diesen Thread mit einem mir nicht gut bekannten Ansatz widerbelebt, was ich meinerseits dazu genutzt habe hier mal etwas über den Higgs-Mechanismus abzulästern und "Dampf" abzulassen.
MfG

 

[Dgoe]

ich löse eine Diskussion aus, deren Ergebnis ich nicht verstehe

Willkommen im Club!

Die Getränke sind gratis (stehen bei Dir im Kühlschrank).

Gruß,
Dgoe

 

[ralfkannenberg]

Ralf hatte diesen Standpunkt relativ heftig attackiert, bzw. angegriffen.

Hallo Bernhard,

das ist ungenau: ich habe die leichtfertige Einführung einer 5.Wechselwirkung kritisiert.


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[ralfkannenberg]

ich löse eine Diskussion aus, deren Ergebnis ich nicht verstehe, aber alle anderen sund sich einig; bitte helft mir

Hallo Tom,

ich habe eher den Eindruck, dass wir "andere" uns überhaupt nicht einig sind.

Was meines Erachtens kein Problem ist - man kann ja zwanglos darüber reden; so war mir beispielsweise bis heute nicht klar, dass das Standardmodell im QCD- und im masselosen el.-schw. Sektor gut funktioniert, aber nicht im Higgs-Sektor.

So gesehen ist der heutige Tag rein egoistisch für mich ein grosser Gewinn !


Freundliche Grüsse, Ralf

 

[Bernhard]

ich habe die leichtfertige Einführung einer 5.Wechselwirkung kritisiert.

Ja gut. Aber was bedeutet schon leichtfertig? Und natürlich stelle ich als Physiker solchen subjektiven Einschätzungen sofort konkrete Experimente gegenüber und sobald die eine 5. Wechselwirkung nahelegen, wäre das für mich durchaus ein Grund zur Freude, weil dadurch auch mein Alltag wieder etwas reichhaltiger werden würde und eine weitere Eigenschaft der Natur entschlüsselt wäre. Warum also nicht offen bleiben für Neues? Verwerfen kann man solche Ideen immer noch!
MfG

 

[TomS]

Hallo Tom,

...

Dein Einwand zielt somit also darauf ab, dass dass Standardmodell bezüglich des Higgsmechanismus die vollständigen Quantenkorrekturen, Vakuumenergiedichte, UV-Completeness, Renormierung usw. nicht mit einbezieht.

Freundliche Grüsse, Ralf

jein; mein Einwand zielt darauf ab, dass wenn man dies alles tut, man offensichtlich i.A. bei einer unsinnigen Massenskala landet, da die Quantenkorrekturen für die Massenskala "groß" ist, und man also ein finetuning braucht; daher versucht man, eine fundamentale Theorie zu finden, in der das Higgs irgendwie anders auftaucht und die Massenskala klein bleibt

mir fällt dazu noch die "non-commutative geometry" von Connes et al. ein

 

[Herr Senf]

Eine neue Berechnung von Herranen & auf http://arxiv.org/abs/1407.3141 zur Erklärung, warum das Universum durch Higgs nicht schon
während der Inflation wieder kollabiert ist. Ohne nach Erweiterungen im Standardmodell zu suchen, kann auch eine kleine Wechselwirkung
zwischen Gravitation und Higgsfeld die "Geschichte" stabilisieren. Der Einfluß der Gravitation auf Higgs ist ein bisher unbekannter Parameter.
Grüße Senf