Wie das Higgs-Boson Dinge Masse gibt

Das berüchtigte Higgs-Teilchen hat eine gewichtige Aufgabe: Er gewährt allen anderen Elementarteilchen ihre Masse. Ohne sie sie – wir — würde zip um verzweifelt an die Lichtgeschwindigkeit zu Fuß locker auf Form Atome. Aber wie macht es das Higgs?

Anstelle von Gleichungen tendenziell Physiker den Prozess in Bezug auf Sport und Sirup zu erklären.

Zunächst erwirbt jeder der Elementarteilchen seinen einzigartigen Satz von Attributen durch die Interaktion mit unsichtbaren Entitäten als Felder bezeichnet. Wie Fußballplätze diese sind großen Bühnen, auf denen Personen (seien es Elektronen oder Runningbacks) Strich hin und her, und gelegentlich bash zusammen. Aber im Gegensatz zu Fußballfeldern, die Felder der Physik sind dreidimensional und unendlich in alle Richtungen zu erweitern.

Ein solches Feld ist das elektromagnetische Feld (EM) – die Art kann man in der Nähe der Pole einer rot und Silber bar Magnet, aber die eigentlich überall existiert aller Zeiten. Jedes Teilchen interagiert mit dem EM-Feld in einer Weise, die seine elektrische Ladung hängt. Zum Beispiel Elektronen, deren Ladung-1 ist, neigen dazu, durch das Feld in Richtung der positiven Enden des bar-Magneten zu bewegen, und um zusammen mit verklumpen positiv aufgeladen Protonen.

Wie ein Sportplatz mit seinen entsprechenden Ball hat jedes Feld der Physik eine entsprechende Teilchen. Die EM-Feld ist zum Beispiel das Photon oder Lichtteilchen zugeordnet. Diese Korrespondenz spielt sich in zweierlei Hinsicht: Erstens bei der EM-Feld "Erregung" bedeutet, seine Energie in einem bestimmten Ort entbrannt ist, dass Flare-up selbst ist ein Photon.

Zweitens, wenn Teilchen interagieren mit dem EM-Feld (z. B., wenn sie entgegengesetzt geladenen am Ende eines Magneten gezeichnet werden), erleben sie das 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.

Es existiert auch ein Higgs-Feld. Es gibt Teilchen Masse. [Wie wiegen Sie ein Atom?]

Außer Masless Photonen und Gluonen, "alle Elementarteilchen ihre Massen von ihren Interaktionen mit dem [Higgs-] Feld, wie eine Art"gebremst"indem man durch ein dickflüssiger Sirup bekommen", erklärt James Overduin, ein Physiker an der Towson University in Maryland.

Einige Partikel haben eine härtere Zeit stapfen durch die sirupartige Higgs-Feld als andere, und infolgedessen sind sie schwerer. Aber ist nicht es bekannt, warum bestimmte Partikel, wie extrem korpulente Top-Quarks sind tausendmal mehr belastet durch das Higgs-Feld als leichte Teilchen wie Elektronen und Neutrinos sind. "Theoretiker haben nach einer Möglichkeit, tatsächlich Vorhersagen [Teilchenmassen] from first Principles gesucht. Keine überzeugende Theorie entstanden noch,"sagte John Gunion, Autor von"Das Higgs Hunter Guide"(Basic Books, 1990) und Professor für Physik an der University of California, Davis. [Gibt es Higgs-Bosonen in Space?]

Aber hier kommt das Higgs-Teilchen: so wie das Photon Interaktionen mit dem EM-Feld vermittelt und selbst eine Anregung des EM-Feld ist, das Higgs-Teilchen vermittelt Interaktionen mit dem Higgs-Feld, und selbst eine Anregung des Higgs-Feldes.

Partikel stapfen durch das Higgs-Feld durch den Austausch von virtuellen Higgs-Teilchen mit ihm. Und eine echte Higgs-Teilchen Oberflächen wenn Feld angeregt wird, wie ein Schwappen des Sirups. Erkennen, dass solch ein Schwappen (d. h. die Teilchen) ist wie Physiker sicher sein können, existiert der Sirup (d. h. das Feld). "Du musst genug Energie, um das Feld zu begeistern, so dass es wie ein Teilchen zu uns aussieht zu bekommen. Ansonsten wir wissen nicht, dass das Feld dort,"sagte Craig Blocker, ein Higgs-Jagd-Physiker an der Brandeis University, die Geheimnisse des Lebens wenig.

Sondern weil das Higgs-Teilchen extrem energiereiche ist (oder gleichwertig, sehr schwer), es ist schwer zu begeistern das Higgs-Feld genug zu erstellen. Hier kommt der Large Hadron Collider in: von smashing zusammen High-Speed-Protonen, es erzeugt genug Saft um das sirupartige Higgs-Feld um hin und wieder schwappen Higgs-Bosonen produziert.

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