Een Higgs boson vervalt in een fractie van een sec. Hoe kan er dan toch door het hele universum een Higgsveld ontstaan ?

Question

Lees de 3 antwoorden op deze vraag en bekijk vele andere vragen over natuur- en scheikunde op Goeievraag.

 · Accepted Answer

Het Higgsveld "is er". Wij zitten met z'n allen, net zoals de rest van ons tastbaar en zichtbaar universum, middenin, en wij hebben massa omdat er een Higgsveld is.
Dat is wat het Standard Model voorspelde, en nu bevestigd is.
Het Higgsveld is het gevolg van de Oerknal, en de reden waarom daarna, vanwege de interactie van alle andere deeltjes met het Higgsveld, deze deeltjes hun massa krijgen.

Het boson van Higgs, oftewel het Higgsveld, is dus geen uniek verschijnsel dat één keer is ontstaan tijdens de Oerknal, dan verdwenen, en een paar miljoen jaar later weer een paar keer gereproduceerd is in een dure laboratorium in Zwitserland.

Het boson van Higgs is tegelijk een deeltje en een veld. Dat is iets wat de Kwantummechanica ons heeft geleerd. Vroeger dachten de natuurkundigen dat een veld (een elektromagnetisch veld, bij voorbeeld) en de deeltjes (de fotonen, bij voorbeeld) niet hetzelfde waren. De ontdekkingen van natuurkundigen zoals De Broglie, Planck en Einstein hebben bewezen dat de deeltjes zich tegelijk kunnen gedragen als deeltjes of als veld.

Nou, tijdens de experimenten van CERN , wat ze gedaan hebben is twee protonen met elkaar laten botsen met een enorme snelheid (lees: energie) Ze vallen dan uit elkaar, en één van de deeltjes die maar héél kort ontstaat en héél kort waarneembaar blijft, is het boson van Higgs. Dat is dus het Higgsveld in de vorm van een deeltje. Tijdens het verval van het boson van Higgs ontstaan andere deeltjes, en dat is wat de detector van CERN heeft waargenomen.

Dus het is niet zo dat er geen bosons van Higgs er zijn: het probleem tot nu toe was dat het boson in zijn deeltje-vorm verdraaid moeilijk waarneembaar is voor ons, terwijl het Higgsveld (de andere vorm van het boson) overal om ons heen zit, en in die staat niet waarneembaar is voor ons.
Alleen de gevolgen van het bestaan van het Higgsveld waren voor ons merkbaar, en het belangrijkste gevolg van het bestaan van het Higgsveld is dat wij er zijn.

 · Answer

Het is idd een zeer complexe materie op onderstaande site wordt het redelijk helder uitgelegd.

 · Answer

Het Higgsveld en het Higgsdeeltje zijn twee manifestaties van hetzelfde verschijnsel: Het Higgsmechanisme
Bij de huidige lage energie om ons heen komt alleen nog het golfkarakter tot uiting in de vorm van het Higgsveld, maar bij voldoende hoge energie kan het Higsveld zich ook
manifesteren als een deeltje. Dit verschijnsel zien we ook bij elektronen. Het 'twee spleten'-experiment laat duidelijk zien dat elektronen zich als golf en deeltje kunnen gedragen.
Een ander voorbeeld is een Bose-Einstein condensaat (BEC). Door een bosonisch gas af te koelen tot vlak boven het absolute nulpunt komt het golfkarakter meer tot uiting, waardoor het gas overgaat in een collectieve materiegolf.
Bosonen zijn door hun heeltallige spin niet onderhevig aan het Pauli uitsluitingsprincipe en kunnen zich hierdoor massaal in dezelfde toestand (van laagste energie) bevinden.
Dit komt in het geval van een BEC visueel tot uiting in een sterke volume-afname.
Het Higgs mechanisme komt concreet neer op het volgende:
Na elektrozwakke symmetriebreking moeten de massatermen de chirale ijkinvariantie uitdoven. Hiertoe is een van de mogelijkheden om een Yukawa koppeling tussen de fermion toestand en een ijkinvariant scalair veld te introduceren.
Het is precies dit veld wat het Higgsveld wordt genoemd. Als zodanig heeft het automatisch een manifestatie als golf en deeltje. De keuze voor de Yukawa koppeling legt op unieke wijze de dynamica vast en heet het Higgs mechanisme.
Meer algemeen valt het Higgsmechanisme onder een klasse van modellen die de massa van ijkbosonen verklaart door opname van zogenaamde Nambu-Goldstone bosonen. Deze Nambu-Goldstone bosonen ontstaan bij spontane elektrozwakke symmetriebreking.
De meest eenvoudige versie van het Higgsmechanisme voegt slechts één scalair veld aan de theorie toe, maar het is goed mogelijk dat de situatie uiteindelijk genuanceerder in elkaar zit.
Helaas zullen de detectoren van de LHC niet in staat zijn eventuele hogere orde termen waar te nemen teneinde dit te bepalen.
Ik zal proberen dit iets concreter te maken. Merk op dat men in de detectoren van de LHC nooit het Higgsboson zelf heeft waargenomen, maar alleen zijn vervalproducten. Het is goed mogelijk dat er tijdens de interactie, die wij verklaren door de aanwezigheid van een Higgsboson, meerdere tussenliggende interacties hebben plaatsgevonden, waar we op de detectoren niets van terugzien.

Een Higgs boson vervalt in een fractie van een sec. Hoe kan er dan toch door het hele universum een Higgsveld ontstaan ?

Het beste antwoord

Andere antwoorden (2)

Weet jij het beter..?