Was ist das Higgs-Boson? ("God Particle" erklärt)

Im Jahr 1964 schrieb der britische Physiker Peter Higgs, ein Wahrzeichen Papier Hypothesenbildung warum Elementarteilchen Masse haben. Er sagte voraus, die Existenz eines dreidimensionalen "Felds", die Raum durchdringt und zieht sich über alles, das durch sie stapft. Einige Partikel haben mehr Mühe, durchqueren das Gebiet als andere, und dies entspricht ihnen schwerer. Wenn das Feld — später nannte das Higgs-Feld – wirklich existiert, dann Higgs sagte, es muss ein Teilchen zugeordnet: das Higgs-Boson.

Schneller Vorlauf 48 Jahren: am Mittwoch (4. Juli), Physiker am Large Hadron Collider (LHC), der weltweit größten Atom Smasher in Genf, Schweiz, angekündigt hatten sie ein Higgs-artigen Teilchen endlich entdeckt. Wenn das neue Teilchen entpuppt sich das Higgs, wird es fast fünf Jahrzehnte der Teilchenphysik Theorie bestätigen die integriert das Higgs-Boson in die Familie des bekannten Teilchen und Gleichungen, die sie bekannt als das Standard-Modell zu beschreiben.

Die Suche nach dem Higgs gewann ein Maß an öffentlicher Aufmerksamkeit für Physik zum Teil dank der Physiker Leon Lederman 1993 Buch "The God Particle" (Dell Publishing) ungewöhnlich. Lederman das Higgs seine göttlichen Spitznamen gab, weil die Partikel "so zentral in den Zustand der Physik heute, so entscheidend zu unserem endgültigen Verständnis der Struktur der Materie und doch so schwer", schrieb er in dem Buch. Allerdings witzelte er, dass der zweite Grund war, dass "der Verlag es das gottverdammte Teilchen nennen wir würde nicht obwohl das einen passenderen Titel gegeben seine schurkischen Natur und die Unkosten, die es verursacht sein könnte."

In der Tat, entzog sich das Higgs-Boson Erkennung durch den Bau und die Abschaltung der zwei teure hochenergetische Teilchen Atomwissenschaftler zum Zwecke der Aufdeckung es teilweise gebaut. In diesen Atomwissenschaftler Partikel werden durch einen Tunnel beschleunigt und dann zerschlagen produziert einen Überschuss an Energie, die manchmal zusammen, nimmt die Form des neuen und exotischen Teilchen. Nur der Large Hadron Collider am CERN-Labor, der leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger, der jemals gebaut wurde, erwies sich als Sonde Energien hoch genug, um ein Higgs-Teilchen zu erzeugen, die etwa 125 Mal die Masse eines Protons ist. [Was ist, wenn legen Sie Ihre Hand in den LHC-Strahl?]

Aber was bedeutet eigentlich das Higgs-Teilchen zu tun? Wie funktioniert es und das Higgs-Feld zugeordnet, geben Dinge Masse?

In der Physik wenn Partikel mit Feldern interagieren muss das Zusammenspiel eines Teilchens vermittelt werden. Interaktionen mit dem elektromagnetischen (EM) Feld, werden z. B. durch Photonen oder Lichtteilchen vermittelt. Wenn ein negativ geladenes Elektron von der EM-Feld auf ein positiv geladenes Proton gezogen wird, erfährt das Elektron das EM-Feld durch die Absorption und Emission einen konstanten Strom von "virtuellen Photonen" — Photonen, die kurzzeitig ein-und Existenz nur zum Zwecke der Vermittlung der Partikel-Feld-Interaktion pop. Darüber hinaus Wenn die EM-Feld "angeregt" wird, bedeutet, seine Energie in einem bestimmten Ort entbrannt ist, dass Flare-up selbst ist ein Photon – in diesem Fall ein reales.

In die gleiche Richtung das Higgs-Teilchen vermittelt Interaktionen mit dem Higgs-Feld, und ist selbst eine Anregung des Higgs-Feldes. Partikel werden gedacht, um durch das Higgs-Feld (dadurch erwerben Masse) stapfen durch den Austausch von virtuellen Higgs-Teilchen mit ihm. Und das Denken geht, eine echte Higgs Partikeloberflächen wenn Feld angeregt wird, Aufflackern mit Energie an einem bestimmten Ort. Solch ein Flare-up zu erkennen ist (d. h. die Teilchen) wie Physiker können sicher sein, dass das Feld selbst vorhanden ist. Am LHC, gelang es Ihnen, Atome zusammen bash hart genug, um für einen flüchtigen Augenblick, eine 125 Giga-Elektronenvolt Anregung von dem, was wahrscheinlich das Higgs-Feld erzeugen,. Die Flare-up hatte all das Drumherum ein Higgs-Boson.

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