Gibt es im Raum Higgs-Bosonen?

Physiker am Large Hadron Collider, ein Teilchenbeschleuniger in der Nähe von Genf, Schweiz, Bericht, den sie auf der Spur einer schwer fassbaren Elementarteilchen, das Higgs-Boson genannt sind. Es ist nur eine Frage der Zeit, bevor sie die berühmt-berüchtigten "God Particle" in Handschellen haben, sagen sie. Aber nach Jahren der Partikel - und Kopf-bashing am LHC, eine brennende Frage ist ob es ein einfacher Weg, dies zu tun. Anstelle von Bau einer 18-Meile-langen, energiereiche Collider Higgs-Teilchen aus dem nichts zu erzeugen, gehen konnte nicht einfach wir suchen in der Natur?

Und wenn ja, wo im Raum könnte es sein?

John Gunion, erster Autor von "Das Higgs Hunter Guide" (Basic Books, 1990) und Professor für Physik an der University of California, Davis, sagte Higgs-Bosonen regelmäßig pop ins Dasein auf der ganzen Platz. Quanten-Fluktuationen — momentane Ausbrüche von Energie aus dem nichts, die nach den Regeln der Quantenmechanik erlaubt sind – dazu führen, dass Paare der Teilchen spontan aus dem Vakuum entstehen, dann vernichten einander einen Augenblick später. Da diese Freebie Higgs haben extrem hohe Energien, diktieren die Regeln der Quantenmechanik, dass sie nicht zu bleiben, um für, solange weniger Partikel würde bekommen. Also, bist du ein Higgs-Jäger, wie viel Zeit brauchen Sie diese Bosonen zu fangen, bevor sie verschwinden? "Kürzer als 1-Billionstel-von-1-billiardstel Sekunde," Gunion sagte. [Higgs-Teilchen in die Enge getrieben am LHC]

Gordon Kane, Professor für Physik an der University of Michigan und Co-Autor von "Das Higgs Hunter Guide," sagte, dass Quantum Fluktuation in irgend einer Stelle selten ist. "Es gibt viele Orte, die es (alle Platz), passieren kann also insgesamt es kommt ziemlich oft vor, aber Sie sind nicht da um es zu sehen."
Raum Higgs: Wie ein Baum fällt in einem Wald mit niemand dort um den Absturz zu hören.

Abgesehen von seltsamen Quanteneffekte gibt es mehrere andere Veranstaltungen im Raum, die Higgs-Bosonen, produzieren die Physiker sagte. "Schwarze Löcher aus Paaren von Higgs-Bosonen, neben vielen anderen Dingen geben", sagte Gunion. "sie produzieren diese Higgs-Teilchen auf ihren Horizont und wenn Sie einen Detektor dort setzen, würden Sie sie sehen." "Aber der Detektor würde ziemlich schnell vom schwarzen Loch verschlungen werden."

Leider, wir können nicht nur Ziel unserer erdgebundene Teleskope auf schwarze Löcher und hoffen, ein Higgs, Blick auf weil die Partikel zerfallen wird lange vor Anreise, fügte er hinzu. [Entgeht nichts von einem schwarzen Loch?]

Supernovae, die Explosionen von sterbenden Sternen produzieren platzt der Partikel, die schnell genug bewegen, um Higgs-Bosonen zu erstellen, wenn sie kollidieren. (Man stelle sich die Teilchenkollisionen am LHC, aber im Raum.) Immer einen genauen Blick auf ein Higgs aus einer Supernova ist jedoch nur schwierig als peering bei einer von einem schwarzen Loch: Ihren Detektor hätte sitzen neben der Supernova abzielen, genau am richtigen Ort genau zum richtigen Zeitpunkt das Higgs sehen, bevor es zerfällt. Und dann natürlich der Detektor würde zerstört durch die stellaren Explosion.

Zu guter Letzt vielleicht die tiefste aller Fragen ist, warum Higgs-Bosonen – die so viel Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern zu ziehen, weil sie die Partikel sind, die alle anderen Teilchen ihre Masse verleihen – gibt es nicht überall ständig. Kurz gesagt, bei mir gibt es keine Higgs, warum wiegen ich nicht Null Pfund?

"Das ist eine komplizierte Frage,", sagte Craig Blocker, ein Higgs-Jagd-Physiker an der Brandeis University. "Es hat zu tun mit der Quantenmechanik. In der Quantentheorie entsprechen alle Partikel wir Felder nennen. Zum Beispiel elektromagnetische Felder sind welche Photonen (Lichtteilchen) entsprechen, und das Higgs-Teilchen entspricht dem Higgs-Feld. Jedes Teilchen hat seinen eigenen Bereich, und die meisten Felder sind überall die ganze Zeit. Aber man muss genug Energie, um diese Felder zu begeistern, so dass es wie ein Teilchen zu uns aussieht. Ansonsten weiß wir nicht, gibt es das Feld."

Quanten-Fluktuationen, schwarzen Löchern und Supernovae haben das Zeug dazu, um das Higgs-Feld aussehen wie ein Higgs-Teilchen zu machen. Weil diese Ereignisse zu weit weg und zu kurzer Zeit passieren, scheint es jedoch, dass der LHC unsere beste Wette ist.

Diese Geschichte wurde durch die Geheimnisse des Lebens wenig, eine Schwester Website LiveScience zur Verfügung gestellt. Folgen Sie Natalie Wolchover auf Twitter @nattyover. Folgen Sie die Geheimnisse des Lebens wenig auf Twitter @llmysteries, dann besuchen Sie uns auf Facebook.