19 augustus 2017

Vangnet rond Higgs boson wordt steeds kleiner

Het lijkt erop dat het vangnet rond het beroemde Higgsdeeltje zich steeds meer sluit en dat het niet lang meer zal duren voor het bewijs is geleverd dat het deeltje dat massa geeft aan elementaire deeltjes daadwerkelijk bestaat. De analyse van 5 biljoen (da’s een vijf met twaalf nullen) botsingen tussen protonen en antiprotonen in de DZero en CDF instrumenten in de Tevatron versneller van het Amerikaanse Fermilab heeft het mogelijke massabereik van de Higgs bosonen een stuk verkleind. Het was al bekend dat Higgs bosonen, welke in 1964 voor het eerst voorspeld werden door de Britse natuurkundige Peter Higgs, een massa moeten hebben ergens tussen 114 en 185 GeV/c21. Maar de DZero en CDF-experimenten hebben aangetoond dat het stuk tussen 158 en 175 GeV ook uitgesloten mag worden. Het Higgs boson is het laatste deeltje van het Standaard Model van de elementaire deeltjes, dat nog niet is waargenomen. Tussen Fermilab in de VS en de CERN met z’n Large Hadron Collider in Europa is een prestigestrijd gaande wie als eerste het Higgs boson gaat ontdekken.

Noten
  1. Ter vergelijking: 100 GeV/c2 is 107 keer de massa van een proton. []

Reacties

  1. Ik had al een twitterbericht van Discovery Space hierover voorbij zien komen en dacht je nog hierover te tippen, maar je bent zelf zó snel, dat dat niet meer nodig is.

    http://news.discovery.com/space/interesting-higgs

  2. Hai Arie! ’t Is een beetje een lang verhaal maar ik heb eens zittten denken (hetgeen ik wel eens vaker doe).
    Zou het niet mogelijk zijn dat elementaire deeltjes hun massa verkrijgen op dezelfde manier waarop het Higgs deeltje zélf zijn massa verkrijgt?. Of op de manier waarop “glueballs” hun massa verkrijgen terwijl de gluons waaruit zij bestaan nul hebben (hetgeen suggereert dat Higgsdeeltjes samengestelde deeltjes zijn wat gezien hun spin geen gekke gedachte is).
    Nu is er een theorie (uit 1982 alweer) van ene meneer Harari die stelt dat quarks en leptonen (en ook de W- en Z deeltjes)bestaan uit zogenaamde drie zogenaamde T- en V-rishonen (“rishon” is het “Hebreeuws” voor eerste en de T en V staan voor “Tuhu”” en “Vavohu”” hetgeen “vormloos” en “leeg”betekent. Het V-rishon heeft een elektrische lading 0, het T-rishon 1/3. De elektronen bestaan uit drie anti T-rishonen, het (de?) upquark uit twee T-rishonen en een V-rishon, het down quark ui een anti t-rishon en twee anti V-rishonen en het neutrino uit drie V-rishonen. Bovendien bezitten ze beiden “gewone” kleurladingen, en een zogenaamde hyperkleurladingen die samen zouden gaan met een (sterke ja zelfs heel sterke hyperkleurkracht, veel en veel groter dan de kleurkracht, tenzij je op heel kleine afstanden kijkt, dan treedt namelijk de asymptotische vrijheid op en worden de krachten klein)
    Nu is in deze theorie de zwakke kernkracht een residukracht, te vergelijken met hoe men ooit dacht over de sterke kernkracht:: “men” dacht dat de de deeltjes die de sterke kernkracht overbrachten de drie pionen (met elektrische ladingen van -,+ en 0) waren.
    Met de intrede van het quarkmodel bleek dat dit een residukracht was van de fundamentele kleurkracht die door massaloze gluonen wordt overgedragen.
    De rishonen bewegen zich voort met de lichtsnelheid, maar worden door de hyperkleurkracht “strak” bij elkaar gehouden zodat zij niet uit elkaar geslingerd worden, en in het geval dat zij een stoot energie ontvangen dat niet tot gevolg heeft dat er paren rishonen-antirishonen worden gevormd, zoals er mesonen (quark-antiquark paren) gevormd worden (uit het vacuüm “getrokken”worden) door de met afstand toenemende kleurkracht. Als een hadron een flinke stoot energie toegediend krijgt zullen sommige quarks zover uit elkaar gedreven worden dat de sterkte van de kleurkracht zo groot wordt dat de potentiële energie virtuele quark-antiquark paren reëel worden.
    De quarks en elektronen hebben sinds hun ontstaan met andere deeltjes gereageerd zodat hun snelheid kleiner dan de lichtsnelheid werd, wat betekent dat ze massief werden. Waarschijnlijk waren de quarks en elektronen in den beginne, net als neutrino’s die vanaf hun ontstaan vrijwel niet met andere materie gereageerd hebben (misschien een ietsie ietsie pietsie, hetgeen misschien hun heel kleine massa verklaart) ook links- of rechtshandig, maar is die verloren gegaan na hun vele interactie’s.
    Het probleem in de theorie is dat de verhouding tussen de potentiële energie van de rishonen het omgekeerde is (niet precies, maar dit dient als voorbeeld) als bijvoorbeeld de verhouding tussen die twee van elektronen in het waterstofatoom. Maar als je de massa van de rishonen nul stelt en aanneemt dat de hyperkleurkracht enorm groot is is dit probleem wel te omzeilen.
    Bovendien gaat het om puntdeeltjes hetgeen altijd, vooral in de kwantumveldentheorie, voor grote problemen (oneindigheden) zorgt. Ik heb echter een manier gevonden, die ik hier niet zal uitleggen (dat bewaar ik voor een boekje dat ik met veel plezier aan het schrijven ben en onderwerpen uit de wetenschappen bevat zoals de hersenen, parallelle universa, een bewijs volgend uit astronomische waarnemingen dat een universum parallel aan het onze geen bron van donkere materie is, evolutie, en nog veel meer) om elementaire deeltjes een grootte te geven (géén snaren!). De “diameter” is in de orde van grootte van de Plancklengte, hetgeen dicht tegen een punt aanzit, maar het niet ís. De Plancklengte is de kleinste lengte die gemeten kan worden, maar dat betekent nog niet dat er geen kleinere afstanden zíjn.
    Dan zijn er er nog de indirecte bewijzen voor het bestaan van het Higgs deeltje, zoals bijvoorbeeld de relatie tussen de massa’s van de W- en Z deeltjes, alpha (1/137) en de sterkte van de zwakke kernkracht (na wat proberen een soortgelijke relatie gevonden tussen de massa’s van de pionen, alpha en de sterkte van de sterke wisselwerking, of het “feit” dat het Higgs veld verantwoordelijk is voor een bepaalde eigenschap van linkshandige en rechtshandige deeltjes. Ik heb zelf een idee waarom neutrino’s alleen in linkshandige vorm voorkomen (zoals ooit misschien de quarks en elektronen), maar dat kun je ooit misschien nalezen in “mijn” boek (werktitel: “Offline”).
    Ik denk zelf dat deze indirecte bewijzen van het enorm complexe enorm grote wiskundig bouwwerk van de kwantumveldentheorie, waarin misschien van te voren al “geregeld” zijn.
    Er is trouwens nog een interessant verband tussen de rishonen en de “braids” (vlechten) die voortkomen uit de quantum loop gravity en elementaire deeltjes representeren. De braids hebben net als de rishonen een elektrische lading van 0 of 1/3. Ik heb overigens ooit eens een brief aan Lee Smolin (een van de makers van QLG) waarin ik hem vroeg hoe de onzekerheidsrelaties er in de theorie uitzagen. Ik zag tot mijn grote vreugde (en teleurstelling dat hij mij niet had teruggeschreven) later in een tijdschrift staan dat de twee variabelen in de onzekerheidsrelatie in QLG het volume en de oppervlakte die dat volume omhult zijn: hoe beter je het volume kent, des te slechter de omhullende oppervlakte.
    In het kort: ik denk dat er nog vele interpretaties mogelijk zijn omtrent het in het CERN gevonden deeltje.
    Tijd om af te sluiten, maar niet zonder een ieder veel liefde en geluk toe te wensen op een hol geslagen Aarde!!

  3. Ha schele schilder, pfffff dat je de fut hebt bij deze tropische temperaturen zullen lange reacties te schrijven. Ik zie dat je van veel zaken kennis hebt. Je noemt echter ook dingen die alleen nog maar hypothetisch zijn, zoals de rishonen (preonen door anderen genoemd) en de glueballs (hadronen die uit gluonen bestaan). Je eerste vraag is of deeltjes niet hun massa verkrijgen op dezelfde wijze als waarop Higgs bosonen hun massa verkrijgen en dan denk ik dat dat correct is. Maar of je daar al die hypothetische deeltjes bij nodig hebt betwijfel ik. Ik heb ooit wel eens een Astroblog geschreven over de productie van Higgs bosonen – ergens eind 2011, moet ik nog een opzoeken – maar hier vind je ook een overzicht: http://en.wikipedia.org/wiki/Higgs_boson#Production . Als ik wat meer tijd heb (komend weekend begint mijn vakantie) zal ik je mail nog wel wat uitgebreider behandelen.

  4. Ha die Arie. Het zou inderdaad beter geweest zijn als ik ik wat de reactie wat korter had geschreven. Ik zou hebben kunnen vragen of het Higgs deeltje zijn massa zou kunnen verkrijgen door middel van hetzelfde mechanisme waarmee het Higgs deeltje zélf zijn massa verkrijgt of via het mechanisme door de (experimenteel aangetoonde) “glueballs” of via de rishon (een van de vele soorten preonen) theorie. Maar aangezien dat laatste wat ingewikkeld ligt heb ik er een lange uitleg bij gegeven. Als ik eenmaal de smaak te pakken heb…
    P.S.
    Het vangnet moet wel héél kleine mazen hebben!!

Laat wat van je horen

*