Back to site

Higgsin hiukkanen


Miksi hiukkasilla on massa? Miksi massat mitä ne ovat? Miksi suhde massat mitä ne ovat?

Standardimalli kuvaa kaiken tiedämme pienin rakennuspalikoita luonnon vielä havaittu. Se on tarkin teoria koskaan kehitetty, millään alalla. Ja ilman Higgs, se ei ole paljon järkeä .perustuu puhtaasti ensimmäiset periaatteet, alkeishiukkasia pitäisi olla massattomia.Jotkut, kuten fotonit, eivät ole lainkaan massaa, mutta toiset ovat yllättävän raskaita. AnnaHiggs , mikä-teoriassa-i nteract niiden kanssa hiukkaset tehdä eroa.

Kun sivun alalaidassa, vastaavasti tuodaan vertaamalla taitekertoimen ja massa, auttaa ymmärtämään, miten Higgsin kenttä toimii.


Vuonna Sixties riippumatta Peter Higgs, Francois Englert, Robert Brout, Gerald Guralnik, Dick Hagen ja Tom Nappuloiden ehdotti, että maailmankaikkeus on täynnä kentän myöhemmin kutsutaan Higgsin FIELD . Mutta muut teoreetikot keksivät samanlaisia ajatuksia, ja aiemmin julkaisut auttoi tietä. Koko tätä yleisöä saattaa vaivata tietty ruotsalainen komitea, kuten vuosittaisen Nobelin fysiikan voidaan myöntää kolme elävät tutkijat eniten.
Häiriöt tämän alan hiukkaset liikkuvat sen kautta aiheuttavat esineet on massa . AA quantum näkökulmasta, voimme vain lietsoa kentän erillisinä yksikköinä. T hän pienin mahdollinen häiriö johtuu Higgsin hiukkanen , tai tarkemmin, Higgsin bosoni. kenttä koostuu lukemattomista Higgsin Bosonit jotka toimivat kuin eräänlainen kosminen melassia, joka täyttää koko avaruuden. Kun esineet liikkuvat avaruudessa heillä on "kahlata" läpi näitä Higgsin hiukkasia, jotka "kiinni" heille aiheuttaa drag joka näkyy massana .
Lopussa tämä sivu me antaa analogian valon nopeus riippuu vuorovaikutuksessa väliaineessa, ja nopeus hiukkasten riippuen vuorovaikutukseen Higgsin kentän , jonka kautta hiukkasen matka .

ATLAS ja CMS ovat yleiskäyttöinen ilmaisimien suunniteltu nähdä erilaisia hiukkasia ja ilmiöiden LHC törmäyksissä.

Higgsin bosonin , mahdollisesti satoja kertoja raskaampia kuin protoni, voi syntyä protoni törmäyksiä keskellä ATLAS ja CMS ilmaisimet LHC.

2000 fyysikko noin 35 maissa tulee käyttää kerättyjä tietoja sekä monimutkainen ilmaisimet etsiä Higgsin hiukkasia.

Higgsin hiukkanen rapistuvat sijoittuminen 4 myonit Atlas ilmaisin.

Jos hieman tarkemmin:

Tämä tapahtuma on johdonmukainen kahden Z-hiukkaset hajoamassa kahteen myonit kukin. Tällaiset tapahtumat valmistavat myös Standard Malli prosesseista ilman Higgsin hiukkasia. Ne ovat myös mahdollisia allekirjoituksen Higgsin hiukkanen tuotantoa, mutta monta tapahtumaa on tarkasteltava yhdessä, jotta voidaan kertoa onko Higgsin signaali.


Kaavamainen, ja kaksi virtuaalista gluonit törmäyksen LHC protoneja vuorovaikutuksessa tuottaa hypoteettinen Higgsin bosoni , ylhäältä rahka ja antitop kvarkki.

Nämä puolestaan rappeutuminen tulee erityinen yhdistelmä kvarkeista ja leptons että on erittäin epätodennäköistä monistaa muilla menetelmillä .

Kerää riittävää näyttöä signaaleja kuten tämä saattaa lopulta sallia Atlas ja CMS yhteistyötä jäseniä t o löytää Higgsin bosoni.


Tarkkuus sähköheikon mittaukset osoittavat olemassa valon Higgsin. Standard Higgsin massan vaihteluväliLHC-kokeissa käyttää osuu 114-600 GeV .

LEP2 kokeet poissulkemiseksi Higgsin massa alle 115 GeV , ja Tevatron kokeet jättää alueelle 158-174 GeV . Niinpä tällä hetkellä suosi alueen massan Standard Higgsin on välillä 115 ja 158 GeV .Kuten edellä on mainittu sähköheikon mittaukset osoittavat edullisen alueen välillä 115 ja +135 GeV, jolloin tämä ensisijainen alueella tulevan hakuja.

Tulokset Atlas ja CMS yhteistyötä, esiteltiin biennaalissa leptoniluvun-Photon konferenssi Mumbai (Intia) elokuu 2011 , osoittavat, että massa alueen 145-466 GeV on suljettu , 95 prosentin varmuudella.


 

Oikeastaan Higgs ei suoraan mitata ilmaisimet, koska se hajoaa kevyemmiksi standardimallin hiukkasia. Erityisesti nopeuden, jolla se hajoaa eri lopputilojen ("haaroittuminen suhde") on osoitti seuraavassa kuvassa.

(Ote Flip Tanedo Idiosyncratic Johdatus Higgsin)


 

Yhdistetyt yläraja StandardModel Higgsin bosonin tuotannon poikkileikkaukseltaan jaettuna 
jonka StandardModel odotus funktiona mH näkyy kiinteä käyrä.

Jos Standard Higgsin bosoni olemassa, on todennäköisimmin massan pakko alue 116-130 GeV jonka ATLAS kokeilu.

(Ote ATLAS-CONF-2011-163 - 12. joulukuuta, 2011)


 

Higgs on lempinimellä (kutsunut Nobel-palkittu fyysikko Leon Lederman) Jumala hiukkasen koska sen merkitys standardimallin. Mutta monet tutkijat tykkää tästä lempinimi, ja jotkut haluavat "samppanjapullon bosoni "on paras suosittu nimi. Syynä on löytää se syy suuri juhla fysiikan yhteisölle ja koska fyysikko David J. Miller ansainnut pullon samppanjaa luvannut William WALDEGRAVE (Britannian tiedeministeri vuonna 1993) jälkeen pysty selittämään hänen kuuluisan metaforan mikä Higgsin bosoni on.
Higgsin hiukkasen: vastaavasti fysiikan luokassa.

Vertaamalla taitekerroin ja massa

Kun valo, joka koostuu fotoneja, kulkee läpinäkyvästä materiaalista kuten lasista, sen nopeus muuttuu mukaan taitekerroin on materiaalista. Tämä hidastuminen johtuu sähkökenttiä materiaalissa. Kun valonsäde pääsee materiaalin kulmassa, se on taivutettu tai taittuu seurauksena vähenemisen nopeuden.

Syy siihen, miksi fotonien ovat hitaampia kun ne kulkevat läpinäkyvästä materiaalista, kuten veden tai lasi on vaikutus sähkökenttiä ympäröivän elektronien ja ytimet atomien materiaalista. Kun fotonien läpi läpinäkyvästä materiaalista, kuten ilmaa, vuorovaikutus sähkökenttiä on atomeista on pienempi, koska ne ovat niin kaukana toisistaan. Kuitenkin, kun ne kulkevat läpinäkyvää materiaalia, kuten vettä tai lasi, vuorovaikutus sähkökenttiä sen atomien hidastaa niitä alas huomattavasti. Kentät melkein toimii kuin "kitka" on fotonit, mikä vähentää sen nopeus lähetyksen. On kuin yrittäisi kulkea mutainen kenttä.

Mitata, kuinka paljon nopeus pienenee saadaan taitekerroin materiaalista. Kuten on tunnettua, taitekerroin (i) ja materiaalin vastaa valon nopeus tyhjiössä (c) jaettuna valon nopeus materiaali (v).

i = K / v

Hyvin tärkeä yksityiskohta on se, että valon nopeus läpinäkyvä materiaali on hieman erilainen kullekin aallonpituuden (ts. liikemäärä fotonien). Esimerkiksi, kun otetaan huomioon näkyvää valoa vedessä:

Sininen

 

Keltainen

 

Punainen

 

(486,1 nm)

(589,3 nm)

(656,3 nm)

1,337 1,333 1,331

Joten "keltainen" fotonit kulkevat vedessä nopeammin kuin sininen ja punainen entistä nopeammin.Voisimme sanoa, että sininen fotonit on enemmän ongelmia liikkua vedessä kuin keltainen ja punainen.Tällä tavalla, sininen fotonit toimivat kuten kuin ne olisi enemmän "inertia", toisin sanoen, enemmän "massa". Taitekerroin saadaan mitta vuorovaikutuksen fotonien ja materiaalin välineen, jonka avulla ne liikkuvat, mutta, jotenkin, sitä voidaan myös pitää "indeksi massa", koska suurempi arvo pienempi nopeus fotonien.

Näin ollen, vacum kaikki fotonien kulkea käyttäen samanlaisia nopeudella, mutta jos Universe täytettiin vedellä fotonien, jotka vastaavat eri aallonpituuksilla kulkisi eri nopeuksilla. Kuten on sanottu aiemmin, he ovat "erilaisia massoja". Siis olisi siirryttäessä symmetrinen tilanteesta epäsymmetriset One. Näin hiukkasfysiikan kutsutaan symmetrian rikkoutuminen ilmiö .

Nyt olemme valmiita luomaan meidän vertailuun. Aluksi kaikki partikkelit liikuttava "tyhjä" Universe joiden suurin sallittu nopeus. He olisivat kaikki massattomia, ja tästä näkökulmasta maailmankaikkeuden olisi symmetrinen. Juuri SM alunperin toteaa. Mutta ilmeisesti Maailmankaikkeus ei toimi tällä tavalla.

Nykyinen SM mukaan kaikki hiukkaset ollut massaa alkuräjähdyksen jälkeen, mutta sillä Universumin jäähdytettiin ja lämpötila laski alle kriittisen arvon, näkymätön alalla kutsutaan "Higgsin kenttä 'ilmestyi täyttää kaikki tilaan. Voisimme myös sanoa, että Higgsin kenttä syntyi aloittamalla maailmankaikkeuden, mutta se oli vain vaikutusvaltaansa, kun maailmankaikkeus jäähtynyt tarpeeksi.

Toisin kuin magneetti-tai gravitaatiokentissä, jotka vaihtelevat paikasta toiseen, Higgsin kenttä on täsmälleen sama kaikkialla. Mitä vaihtelee on se, miten eri laatua hiukkaset vuorovaikutuksessa sen kanssa. Tämä vuorovaikutus on mitä antaa hiukkasten massan. Tietenkin muitakin vuorovaikutuksen, kuten sähkömagneettisen, heikko tai vahva vuorovaikutus voi vaikuttaa merkittävästi tuloksena oleva massa. Lisäksi kestävyysaste Higgsin kenttä on erilainen riippuen laatua hiukkasen, ja tämä synnyttää esimerkiksi Massaeron välillä elektroni ja maitorahkaa.

Nyt Oletetaan rahka tai elektroni liikkuu (muodostavat komposiitti hiukkasia kuten protoni, neutroni-tai erilaiset atomit) Tämän yhtenäisen Higgsin kenttä. Jos nämä atomit (tai molekyylien) muuttaa niiden nopeudet , toisin sanoen, jos ne nopeuttavat , sitten Higgsin kenttä on määrä voidaan kohdistaa tietyn vastuksen tai vastusta, ja joka on peräisin hitausmassa .

Tämä osoittautuu samanlainen tilanne kuin edellä on todettu. Higgsin kenttä toimii "läpinäkyvästä materiaalista" ja erityisesti "taitekerroin" Kuhunkin perusoikeuksien hiukkasen. Niin, tämä on mecanism jossa säädetään kanssa massa kunkin eri hiukkasen, ja tämä indeksi on mitä fysiikka kutsuu "massa". Sen "indeksi" hiukkaset ovat eri tavalla, kun ne ovat vuorovaikutuksessa keskenään.

Esimerkiksi, kun protoni vuorovaikutuksessa elektroni, se käy läpi vaikutus lähes 2000 kertaa pienempi kuin elektroni, koska "indeksi" in Higgsin alalla protoneille on lähes 2000 kertaa suurempi.

Niinpä tämä kenttä vastaa erilaisia massoja havaittu hiukkasia, ja se muodostaa symmetria rikkomatta mekanismi , joka selitetään Maailmankaikkeudellemme toimii.

Vaikka tämä analogia on kaukana täydellisestä, perusidea ryhtyä toissijainen luokkahuone on luoda toisiaan symmetria murtumien nopeus fotonien kun he matkustavat avoimesti keskipitkällä ja symmetrian rikkoutuminen partikkeleita, kun he matkustavat Higgsin kenttään.

Vuodesta kvantti näkökulmasta, voimme vain lietsoa Higgsin kentän erillisinä yksikköinä. Pienin mahdollinen häiriö johtuu Higgsin hiukkanen, tai tarkemmin, Higgsin bosoni. ATLAS ja CMS ovat yleiskäyttöinen LHC ilmaisimet suunniteltu nähdä erilaisia hiukkasia ja ilmiöiden LHC törmäyksissä.Higgsin bosonin, mahdollisesti satoja kertoja raskaampia kuin protoni, voi syntyä protoni törmäyksiä keskellä ATLAS ja CMS ilmaisimet LHC.

Yli 4000 fyysikko noin 40 maassa käyttävät kerättyjä monimutkainen ilmaisimet etsiä Higgsin hiukkasia. Yleisesti uskotaan, että Higgsin olemassa, tai ainakin jonkinlaisen Higgsin kaltainen hiukkanen, joka toistaa tätä roolia.

translated by DM
Published (Last edited): Apr 19