Top 5 Implikationen der Suche nach dem Higgs-Boson

Teilchen kollidieren

Wissenschaftler heute (Dez. 13) bekannt gegeben, dass sie auf die schwer fassbare Higgs-Boson, ein subatomares Teilchen geschlossen sind, die vorausgesagt aber nie entdeckt wurde. Jetzt Forscher am größten Teilchenbeschleuniger der Welt, der Large Hadron Collider in Genf, Schweiz, sagen, sie habe den Massenbereich der Higgs eingegrenzt, und sogar sehen, vorläufige Hinweise darauf, dass es möglicherweise vorhanden sind.

Wenn Physiker können definitiv das Higgs-Boson zu erkennen und seine Masse zu bestimmen, hätte die Entdeckung weit reichende Auswirkungen. Hier sind fünf der größten.

Der Ursprung der Masse

Das Higgs-Boson ist den Schlüssel zur Lösung des Geheimnis über den Ursprung der Masse lange gedacht worden. Das Higgs-Boson ist ein Feld, das Higgs-Feld, das Universum durchziehen die Theorie namens zugeordnet. Wie andere Partikel aber dieses Feld Reisen, erwerben sie Masse, wie Schwimmer bewegt durch ein Pool-nass, das Denken geht.

"Der Higgs-Mechanismus ist das, was uns erlaubt zu verstehen, wie die Partikel Masse, erwerben" sagt Joao Guimaraes da Costa, ein Physiker an der Harvard University, das Standard Modell Convener bei der LHC-ATLASexperiment ist. "Gäbe es keinen derartigen Mechanismus, dann alles masselosen wäre."

Wenn Physiker bestätigen, dass das Higgs-Boson existiert, würde die Entdeckung auch bestätigen, dass der Higgs-Mechanismus für Partikel zu Masse richtig. Und es kann Hinweise auf das nächste Rätsel auf der ganzen Linie, weshalb einzelne Partikel die Massen haben, die sie anbieten.

", Die Teil einer viel größeren Theorie könnte", sagte Harvard University Teilchenphysiker Lisa Randall." Zu wissen, was das Higgs Boson ist, ist der erste Schritt zu ein wenig mehr wissen, über was das Theorie sein könnte. Angeschlossen ist."

Das Standard-Modell

Das Standardmodell ist der amtierende Theorie der Elementarteilchenphysik, die sehr kleine Bestandteile des Universums beschreibt.

Jedes Teilchen durch das Standardmodell vorhergesagt wurde entdeckt – mit einer Ausnahme: das Higgs-Boson.

"Es ist das fehlende Stück in das Standard-Modell", sagte Jonas Strandberg, ein Forscher am CERN arbeiten am ATLAS-Experiment. "So würde es definitiv eine Bestätigung, dass die Theorien, die wir jetzt haben Recht sein. Wenn wir nicht [finden das Higgs] es bedeutet, wir haben einige Annahmen, die falsch sind, und wir müssen zurück ans Reißbrett gehen. "

Während die Entdeckung des Higgs-Bosons würde das Standardmodell vervollständigen und die aktuellen Prognosen erfüllen, ist nicht das Standard-Modell selbst dachte, auf Vollständigkeit. Es keine Schwerkraft umfassen (also zählen Sie nicht auf, dass Fly Ball fangen), zum Beispiel, und lässt die dunkle Materie gedacht, um 98 Prozent aller Materie im Universum.

"Das Standard-Modell beschreibt was wir gemessen haben, aber wir wissen es nicht Schwerkraft drin haben, es muss nicht dunklen Materie", sagte CERN-Physiker William Murray, die senior Higgs-Convener am ATLASand ein Physiker an der britischen Science and Technology Facilities Council." Wir hoffen so zu erweitern, mehr aufzunehmen."

Die elektroschwache Kraft

Entdeckung des Higgs-Bosons würde auch erklären, wie zwei von den Grundkräften des Universums – die elektromagnetische Kraft, die Wechselwirkungen zwischen geladenen Teilchen und die schwache Kraft, die radioaktiven Zerfall verantwortet regelt – vereinheitlicht werden können.

Jede Kraft in der Natur ist ein Teilchen zugeordnet. Das Teilchen gebunden an Elektromagnetismus ist das Photon, ein winziges, masselose Teilchen. Die schwache Kraft ist verbunden mit Partikeln genannt W und Z-Bosonen, die sehr massiv sind.

Der Higgs-Mechanismus wird gedacht, um hierfür verantwortlich sein.

"Wenn euch das Higgs-Feld vorstellen, W und Z-Bosonen mit dem Feld mischen, und durch diese Vermischung sie Masse erwerben," sagte Strandberg." Dies erklärt warum W und Z-Bosonen Masse haben, und auch vereint der elektromagnetischen und schwachen Kräfte in die elektroschwache Kraft."

Entdeckung des Higgs-Bosons würde auch erklären, wie zwei von den Grundkräften des Universums – die elektromagnetische Kraft, die Wechselwirkungen zwischen geladenen Teilchen und die schwache Kraft, die radioaktiven Zerfall verantwortet regelt – vereinheitlicht werden können.

Jede Kraft in der Natur ist ein Teilchen zugeordnet. Das Teilchen gebunden an Elektromagnetismus ist das Photon, ein winziges, masselose Teilchen. Die schwache Kraft ist verbunden mit Partikeln genannt W und Z-Bosonen, die sehr massiv sind.

Der Higgs-Mechanismus wird gedacht, um hierfür verantwortlich sein.

"Wenn euch das Higgs-Feld vorstellen, W und Z-Bosonen mit dem Feld mischen, und durch diese Vermischung sie Masse erwerben," sagte Strandberg. "Dies erklärt warum W und Z-Bosonen Masse haben, und auch vereint der elektromagnetischen und schwachen Kräfte in die elektroschwache Kraft."

Obwohl andere Beweismittel Puffer geholfen hat die Vereinigung dieser beiden Kräfte, die Entdeckung des Higgs würde den Deal Siegel. "Das ist schon ziemlich solide,", sagte Murray. "Was wir tun ist jetzt wirklich den krönenden Beweis finden."

Supersymmetrie

Eine andere Theorie, die durch die Entdeckung des Higgs betroffen wären nennt man Supersymmetrie. Diese Idee postuliert, dass alle bekannten Teilchen ein "Superpartner" Partikel mit etwas unterschiedlichen Eigenschaften hat.

Supersymmetrie ist attraktiv, weil es helfen könnte, einige der anderen Kräfte der Natur zu vereinheitlichen und bietet sogar ein Kandidat für das Teilchen, das die dunkle Materie bildet. Abhängig von der tatsächlichen Masse des Higgs-Bosons könnte es verleihen glauben an Supersymmetrie oder Zweifel an der Theorie.

"Wenn das Higgs-Boson an eine geringe Masse, die das einzige Fenster noch offen ist gefunden wird, dies Supersymmetrie eine tragfähige Theorie machen würde," sagte Strandberg." Wir müssten noch beweisen, dass Supersymmetrie vorhanden ist."

Validierung des LHC

Der Large Hadron Collider ist größten Teilchenbeschleuniger der Welt. Es wurde von der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN), höhere Energien als auf der Erde jemals erreicht hatte Sonde für rund $ 10 Milliarden gebaut. Suche nach dem Higgs-Boson wurde angepriesen als eines der größten Ziele der Maschine.

Die Entdeckung des Higgs böte großen Validierung für den LHC und für die Wissenschaftler, die auf der Suche nach vielen Jahren gearbeitet haben.

"Wenn das Higgs schließlich, wäre es ein sehr großer Schritt entdeckt wird", sagte Guimaraes Dady. "Du musst viele Jahre zu investieren und zu sehen, es ist ziemlich aufregend." Es ist ganz gut für das Feld, da um diese Maschinen zu bauen [es] eine Menge Geld kostet, und Sie müssen zu begründen, warum wir diese Maschinen zu bauen. "Wenn wir über das Universum eine wichtige Entdeckung machen, ist es eine Begründung warum wir in diesen Dingen investieren sollten."

Die Entdeckung des Higgs hätte auch Hauptimplikationen für Wissenschaftler Peter Higgs und seine Kollegen, die den Higgs-Mechanismus im Jahre 1964 zum ersten Mal vorgeschlagen.

"Wenn es gefunden wird, gibt es einige Leute, die einen Nobelpreis bekommen," sagte Vivek Sharma, ein Physiker an der University of California, San Diego, und der Anführer der Higgs-Suche am LHCs CMS experimentieren.