24 augustus 2017

Het Higgsdeeltje is tussen 115 en 150 GeV

Vroeger hadden we de prestigestrijd in de ruimtevaart tussen de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie: wie lanceerde als eerste een raket, wie bracht de eerste mens in de ruimte, de eerste mens op de maan, etc… Da’s allemaal oude koek en dat is maar goed ook. Maar een nieuwe prestigestrijd lijkt gaande te zijn: wie weet als eerste het Higgsdeeltje te vinden. Deelnemers aan die strijd: de Verenigde Staten (met de Tevatron van het Fermilab als ‘wapen’) en Europa (met de Large Hadron Collider van CERN). Dat Europa achterstaat in de strijd was al duidelijk door de vertragingen die de LHC heeft opgelopen. Maar nou komt meer onheilstijding deze kant uit. Gebleken is namelijk uit experimenten van CDF en DO, beiden instrumenten van het Tevatron, dat de massa van het Higgsdeeltje tussen 115 en 150 GeV moet liggen. En da’s precies binnen het bereik van de Tevatron, want die kan tot 170 GeV detecteren. Zou ook binnen het bereik van de LHC moeten vallen, maar die is nou juist gemaakt om een zwaar Higgsdeeltje te detecteren en daar heeft de natuur kennelijk lak aan. Oeps, daar zullen ze in Gen

Reacties

  1. Maar ik dacht juist dat er bij de Tevatron ontdekt was dat het Higgs-deeltje zwaarder moet zijn en dus niet door de Tevatron gedetecteerd kan worden en wellicht dus wel in de LHC…

    • Tja, dat dachten de deelnemende landen waarschijnlijk ook toen ze de portemonnee trokken en zes miljard euro aan het CERN gaven… 😉

      Toch nog misschien een lichtpuntje voor de LHC: "Moreover, if it turns out that there is physics beyond the standard model and the Higgs properties are not as predicted, the LHC should be able to say the final word about the existence of the Higgs."

    • In de bron van de APS (American Physical Society) lees ik: "The low masses are excluded by LEP, the high masses by the precision data, and the region around 160 GeV/c2 by the Tevatron. In the standard model, therefore, only the range between 115 and around 150 GeV/c2 remains possible." Ik haal daar niet uit dat het Higgsdeeltje juist zwaarder dan 150 GeV is.

      • Zo bekeken moeten we haast hopen dat het Standaard Model niet helemaal klopt om de Tevatron buitenspel te zetten in de zoektocht, in het voordeel van de LHC… 🙂

  2. Ik geloof persoonlijk niet in de detecteerbaarheid van het Higgsdeeltje, wel in de meetbaarheid als effect.

    Een zwart gat is een puntmassa en lijkt daarom op een elektron. Een elektron heeft geen grootte en de radius is gelijk aan nul. Behoud van impuls is echter wel mogelijk, aangezien het slechts een vectoriële grootheid is gebonden aan een aangrijpingspunt.

    Dieper hierover nadenken kun je beter niet, want hoe kan het dat iets dat in maar in 1 dimensie bestaat een werking uitoefent in ons 4 dimensionale ruimte-tijd continuüm? Het bestaan van zwarte gaten impliceert dat wat massa veroorzaakt zelf niet gebonden is aan dimensies. Maar de uitwerking zelf (de zwaartekracht) is wel gebonden aan dimensies. Anders zou de zwaartekracht overal hetzelfde zijn, ongeacht afstand. Ook tijd heeft invloed, gaat met lichtsnelheid.

    Higgsdeeltjes met de allerhoogste energiedichtheid zouden moeten bestaan binnen een Zwart Gat. Ze hebben dus waarschijnlijk ook maar 1 dimensie. Detecteren van zo'n deeltje lijkt mij vrijwel uitgesloten, ze is namelijk alleen indirect waarneembaar aan de hand van afwijkingen bij de impuls (dat is ook een alternatieve verklaring voor bètastraling waar Pauli zijn hoofd over brak).

    Wat vinden jullie hiervan?

    • Sorry, een puntmassa is natuurlijk dimensieloos, en niet 1 dimensie. Dus ook de Higgsdeeltjes.

      Vroeger vond ik overigens het raar dat een puntmassa geen dimensies bevat, het is toch bestaand ?

      Het leuke is dat moderne theoretische natuurkunde dit ook beaamd. De Lorentz-symmetrie van de SR geeft aan dat lege ruimte eigenlijk de laagst mogelijke energetische status representeert en elementaire deeltjes hebben hierin een lengtewaarde die niet gelijk is aan nul. Had ik toch een beetje gelijk 😉

      Wolfgang Pauli was overigens niet blij dat de CPT symmetrie in 1957 werd verbroken. [cpt staan voor charge, parity en time]

      Een universum in spiegelbeeld (met antideeltjes) reageert dus anders dan ons eigen universum met gewone deeltjes in dat geval. Als resultaat hiervan moest een nieuw theoretisch deeltje worden geïntroduceerd, dat werd het neutrino.

      Maar wat als blijkt dat de Lorentz covariantie niet is gebroken maar een gevolg van behoud van impuls van Higgs-deeltjes? Deze zijn dan alleen binnen het atoom werkzaam, maar dat is geen probleem daar een korte reikwijdte ook hierin wordt verondersteld.

  3. Hannes, bedankt voor je uitgebreidde reacties. Ik zal niet op alle onderdelen ingaan, die gaan natuurkundig best diep. Ik vraag mij wel af of er iets zinnigs is te zeggen over de dimensies van het Higgsdeeltje en over het al of niet overeenstemmen van deze deeltjes met zwarte gaten. Laten de dames/heren natuurkundigen dat kreng eerst maar eens ontdekken. Zoals je stelt zal die ontdekkign niet gebeuren in de trend van 'ja, ik zie hem', maar zal er meer sprake zijn van een statistische onderbouwing van het bestaan ervan.

Laat wat van je horen

*