18 augustus 2018

Jawel, het Higgs boson en top quark zijn verbonden aan elkaar

De twee allerzwaarste elementaire deeltjes, het Higgs boson (124 GeV in massa) en het top quark (maar liefst 172 GeV), blijken daadwerkelijk verbonden te zijn aan elkaar, zo blijkt uit metingen gedaan met de grote CMS en ATLAS detectoren, die gekoppeld zijn aan de Large Hadron Collider (LHC), ’s werelds grootste deeltjesversneller bij Genève. Bij de LHC knallen ze protonen, die met bijna de lichtsnelheid door de 27 km lange versneller razen, tegen elkaar aan, bij Run 1 nog met botsingsenergieën van eerst 6 en toen 7 TeV, bij Run 2 bij 13 TeV, en bij die botsingen ontstaan heel veel verschillende soorten deeltjes. In 2012 was al duidelijk dat één van die deeltjes het Higgs boson moest zijn, het deeltje dat in 1964 al door een klein groepje natuurkundigen was voorspeld, onder andere door Peter Higgs, wiens naam verbonden is aan het boson, het laatste bouwsteentje van het Standaard Model van de natuurwetenschap.

Volgens de theorie van Higgs et al zou het Higgs boson de manifestatie zijn van het alomaanwezige Higgs veld en elementaire deeltjes zouden dat veld op verschillende wijzen ervaren, hoe meer interactie met het veld des te meer massa zouden ze van het Higgs boson krijgen. Met de LHC kon men die interactie tussen Higgs boson en elementaire deeltjes prachtig waarnemen, behalve dan met het zesde en zwaarste quark, het in 1995 met de Tevatron (VS) ontdekte top quark. Tot nou toe dan. Want met de CMS detector werd enkele maanden terug al waargenomen dat bij proton botsingen1 koppels van Higgs bosonen en top quarks ontstonden en dat blijkt nu ook door de andere detector te zijn gedaan, de kathedraal-grote ATLAS detector.

De deeltjes in dit ttH kanaal, zoals de natuurkundigen het noemen, zijn zeer kortlevend. Na fracties van een seconde vervallen ze al weer in andere deeltjes en die kunnen met de gevoelige sensoren van de detectoren worden waargenomen (zie de afbeelding hieronder).

Uit de metingen blijkt dat het higgsdeeltje zich tijdens de interactie met de topquarks net niet helemaal volgens het Standaard Model gedraagt, maar dat zou ook een meetfout kunnen zijn. Met behulp van meer gegevens, welke eind dit jaar beschikbaar komen, zou men kunnen weten of het echt een meetfout is of dat er werkelijk een afwijking (anomalie) is van SM. Hier zijn de twee vakartikelen van ATLAS en CMS over de metingen aan het ttH kanaal:

ATLAS

CMS

Bron: Francis Naukas + Symmetry Magazine

Noten
  1. protonen zijn geen elementaire deeltjes. Ze bestaan uit drie lichte quarks en gluonen. Feitelijk zijn het twee gluonen die de top quarks en Higgs bosonen creëren. []

Reacties

  1. Marc Opdebeeck zegt:

    Zoals ik al eerder aanhaalde zijn de protonbotsingen niets meer dan energieoverdrachten. De gegevens zijn twee protonen welke een potentiaal aan interne energie en massa van hun eigen bezitten en die met een externe kinetische energie (snelheid tot max lichtsnelheid) tot een botsing gebracht worden. De kinetische energie met bijna lichtsnelheid die wordt omgezet tot zero snelheid vertaald zich niet in temperatuur zoals de conventionele wetenschap verklaart maar in potentiële compressie (een equivalent aan het effect van donkere energie) waardoor deeltjes overgaan tot deeltjes met hogere massa (met verschillende flavours) zoalsW bosons en topquarks welke de hoogste flavour is van een up quark. Spijtig genoeg zijn deze deeltjes niet stabiel en vervallen in verschillende overgangsconfiguraties ,waarbij magnetische en angulaire momenta het evenwicht bewaren, tot stabiele deeltjes zoals neutrino’s, positronen, elektronen of elektromagnetische straling. Het heeft niets te zien met Higgsveld of neutrale deeltjes (Higgsboson) die rondhangen in de tijd ruimte.
    Weten ze wel wat massa is, ik denk van niet.
    Natuurlijk kom ik over als kwakzalver omdat ik de conventionele afleidingen in de theoretische natuurkunde niet volg. Ondanks deze commentaar heb ik ontzaglijk veel respect voor hun experimentele verwezenlijkingen met de onderscheiding van alle verschillende energievormen in het botsingsproces.
    🙂 groet Marc

  2. Wat massa is, is niet zo heel moeilijk. De massa die een deeltje of object heeft hangt af van de energie die je nodig hebt om het te versnellen, vertragen of van richting te laten veranderen. Deze drie dingen, versnellen, vertragen en van richting veranderen (dus ook in orbit zijn), zijn in de natuurkunde allemaal acceleratie. De enige echte massa die bestaat is wat ze de rustmassa noemen. Relativistische massa bestaat niet, dat is een vereenvoudigde uitleg die ze er in het onderwjs aan geven.

    “Het heeft niets te zien met Higgsveld of neutrale deeltjes (Higgsboson) die rondhangen in de tijd ruimte.” Kan je dat stukje toelichten? thnx

    • Marc Opdebeeck zegt:

      K.J., ik bedoel rustmassa natuurlijk.
      Het is niet een kwestie van hoe men massa meet maar wel wat een elektron en een protón bvb intrinsiek een verschillende massa geeft of het verschil in massa tussen elektron muon en tau bvb. Dit heeft te maken met de flavours van materie eenheden en dat heeft alles te maken met elektromagnetische compressie met een vertraging tov de lichtsnelheid Hoe meer vertraging hoe meer massa.
      Deze intrinsieke eigenschap van elk deeltje van het SM heeft voor de rest geen interactie nodig met andere neutrale deeltjes zoals het Higgsboson om tot zijn massa te komen en ook geen Higgsveld. Wel leven alle materiedeeltjes in het web van de tijd ruimte in de vorm van een superpositie van referentieroosters over elkaar heen.
      Ik hoop dat je hier iets aan hebt want het is een vluchtige samenvatting en conclusie van mijn 500 pagina’s hypothetische theorie
      🙂 groet Marc

  3. Klopt K.J. . Massa is datgene dat acceleratie tegengaat.

    @Marc: Kun je iets van de berekeningen laten zien waardoor je tot bovenstaande conclusies komt? Vooral het stukje “potentiele compressie=equivalent aan donkere energie” interresseert me enorm.

    Hoef ik me alleen nog zorgen te maken over Donkere Materie.

    • Marc Opdebeeck zegt:

      Mies, ik zie dat ik donkere energie geschreven heb. Sorry het moet zijn ,donkere materie. Donkere energie is iets anders.
      🙂 groet Marc

  4. Vooralsnog is er een deeltje ontdekt dat in aanmerking komt voor het voorspelde Higgs boson. Echter, zo lezen we in veel commentaren w.o. kennislink, dat het zogenaamde higgsdeeltje maar deels voldoet aan de voorspelde eigenschappen. Nog steeds staat het niet vast of dit dan ook het gezochte deeltje is, zie punt 5 van https://www.nemokennislink.nl/publicaties/het-higgsdeeltje/ . Nu niet het Higgsveld maar het deeltje zelf wordt gekoppeld aan massa ben ik het ff helemaal kwijt, het wordt tijd voor een nieuwe theorie en die komt er vast. Het gaat er bij mij nog steeds niet in dat het gehele universum mudvol zit met Higgs deeltjes die allen een fractie van een seconde leven en blijkbaar ook weer spontaan ontstaan en “zodoende” overal in het universum een perfect homogeen veld produceren.

  5. Nico, dat het in 2012 ontdekte deeltje een Higgs boson is staat voor 100% vast. De twijfel die men in 2012 had (en waar #5 uit de door jou vermelde link uit 2012 naar verwijst) is er niet meer. Zie: https://en.wikipedia.org/wiki/Higgs_boson#Confirmation_of_existence_and_current_status
    Het klopt ook niet dat het gehele universum mudvol zit met Higgs deeltjes. Die komen alleen voor bij zeer hoge energieën, welke bereikt worden in de LHC en door de deeltjes van de kosmische straling.

    • Arie, “To this day, scientists are open to the possibility that the Higgs they found is not exactly the Higgs they expected”. bron 2017:https://www.symmetrymagazine.org/article/when-was-the-higgs-actually-discovered
      M.a.w. er is een deeltje ontdekt, en ze noemden het kindje “het Higgs boson” omdat ze daar naar op zoek waren. De eigenschap dat het veld ervan massa aan andere deeltjes geeft binnen het gehele universum zal toch bewezen moeten worden. Dat staat helemaal los van de intrinsieke eigenschappen. De koppeling met een top quark is in ieder geval niet het bewijs, sterker nog, het ding valt nu zelf uit elkaar in quarks, https://arxiv.org/abs/1709.07497 ; ofwel als je “spontane” coincidentie zoekt tussen die miljarden fragmenten en petabytes aan data, dan vindt je het uiteindelijk geheid. Het begint op een religie te lijken waar ketters op de brandstapel gaan om het standaard model met Higgs in stand te houden en er geen ruimte meer is voor andere opties.
      De reactie gaat niet helemaal goed Arie , zit vast 3x in je spam box.

  6. Marc Opdebeeck zegt:

    Arie, hoe verkrijgen de elementaire deeltjes van het SM dan hun massa volgens u?
    Een elektron bvb met een een lage energie van 0,511Mev heeft die dan een interactie met het Higgsdeeltje of een ander deeltje of veld? Higgsdeeltje treedt in actie bij hogere energieen?
    Ik heb echt mijn twijfels bij de huidige aannames.
    🙂 groet Marc

  7. Daar komt Einstein’s E=mc^2 om de hoek kijken. Deeltjes transformeren continue van het ene in het andere deeltje. Zolang de boekhouding maar op orde is (de hoeveelheid energie of massa mag per transactie niet toe of af nemen, er is behoud van energie). Dus als een elektron ergens ontstaat, bijvoorbeeld door betaverval van atoomkernen (waarbij de zwakke wisselwerking via W- en Z-bosonen verantwoordelijk is), is er geen enkel Higgs boson nodig. Higgs bosonen hebben een massa van 124 GeV, dus alleen als die zeer hoge energie ergens aanwezig is kan een Higgs boson ontstaan, als een excitatie van het Higgs veld.

  8. Marc Opdebeeck zegt:

    Behoud van energie (of hoeveelheid van beweging) is heilig dat staat buiten kijf.
    Eigenlijk zeg je dat het nieuw ontstane elektron bij betaverval een intrinsieke massa inhoudt zonder interactie met het Higgsboson of Higgsveld. Bij de zwakke kracht in het betaverval proces met vorming van W boson met hoge massa komt het Higgsboson wel in actie volgens Het Higgsmechanisme. Het resultaat is een elektron met zijn intrinsieke rustmassa en een proton met zijn intrinsieke massa en een neutrino wat een rest is van de overgang van de ene generatie of flavour naar een ander( een overschot van compressie dat in het down quark als energie was opgeslagen)

    Bij een kernfusie van proton naar neutron verkrijgt men ook een lichte massa stijging zonder dat het Higgsboson of Higgsveld geactiveerd wordt. Hier speelt de “donkere materie ” een rol om die eerder genoemde compressie op te slagen in het down quark. Compressie is een extra energie die opgeslagen wordt in een bepaalde configuratie wat meestal gepaard gaat met massastijging(maar ook afhankelijk van de combinaties van richtingen van spin, angulalr en magnetisch momentum)

    Vaak wordt in de fysica oorzaak en gevolg omgedraaid. Het Higgsboson is een gevolg van de top quarks en niet andersom van Higgsboson naar topquarks. Higgsboson is een overgangsproduct zoals W boson naar de meer elementaire deeltjes van de eerste generatie.

  9. Marc, de interactie tussen SM deeltjes en het Higgs veld is het gevolg van de Yukawa koppeling:

    https://en.wikipedia.org/wiki/Yukawa_interaction

    • Marc Opdebeeck zegt:

      Mies, ja dat had ik ook al gelezen. Dat is de huidige verklaring maar het lijkt toch allemaal ver gezocht. De ene keer hebben ze pions nodig, de andere keer Higgsbosons of gluonen. Voor de zwaartekracht hebben ze dan ook nog eens gravitonen nodig. En wat nog meer? Ze moeten zich overal en altijd in het vacuüm bevinden zodat men op den duur een mudvolle ruimte krijgt zoals Nico al aanhaalde. Trouwens bezitten die neutrale pions en Higgsbosonen ook nog eens massa of energie. Ik vind het allemaal een onsamenhangende rotzooi.
      Volgens mij is er een veel eenvoudigere en logischere verklaring die bestaat uit een interactie tussen elk deeltje materie en het onderliggend tijd ruimte net met zijn specifieke opbouw en fundamentele fysische basiswetten die alle verschijnselen zoals donkere materie en energie in zich draagt zonder te moeten gaan zoeken naar onzichtbare deeltjes.
      🙂

  10. Aan die TOP quark valt ook nog wel wat te zeggen… het beestje komt niet in “de vrije natuur” voor en maakt vanwege zijn korte levensduur geen onderdeel uit van hadronen en mesonen. Het is een gesynthetiseerd deeltje 170 x zo zwaar als een proton en leeft 10^-25 seconden. (is het volgens de definitie wel een echte quark?) Het Higgs deeltje leeft 1.5* 10^-22 seconden…en komt feitelijk ook niet “los” in de vrije natuur voor. Ik begin mij af te vragen hoe het verder moet met al die zelfgemaakte knutsels die ook nog interactie met elkaar hebben binnen hun beperkte “levensduur”.
    Krijgen ze bij CERN last van compulsieve tunnelvisie?

    • Marc Opdebeeck zegt:

      Nico, volgens mij en mijn theorie zijn je twijfels terecht.
      CERN en vele conventionele wetenschappers hebben zich vastgereden in een onbegrijpelijk kluwen van deeltjes, mechanismen en interacties. Ik vind dat de theoretische fysica zich in een crisis bevindt terwijl de grote meerderheid van wetenschappers halsstarrig deze blijft steunen( kuddeeffect). Ik geef toe dat als ze uit de crisis willen komen dat ze serieuze veranderingen zullen moeten doorvoeren met het herschrijven van een groot deel vannde fysica.
      Daartegenover scheert de experimentele fysica hoge toppen waar ik enorm veel respect voor heb.
      De meeste elementaire deeltjes van het SM zijn onstabiel en zijn kortstondige overgangsfase verbindingen of configuraties van energie. Onder normale omstandigheden op aarde (zonder de potentiële compressie van een groot massa systeem zoals zon of sterrenstelsel) kunnen alleen protonen, elektronen, neutrino’s en fotonen overleven. Positronen zouden ook overleven maar in een materiewereld met elektronen worden ze geannihileerd.
      De rest is gedoemd met verval naar eerste generatie elementaire deeltjes.

      Neutronen kunnen alleen leven in symbiose met protonen door de onderlinge geinduceerde covalente bindingen(1/3- en 1/3+) met de protonen in de kern. Voor de rest is het atoom een condensator-spoel opstelling waarin de neutronen als dielectricum funkioneert zodat de afstoting tussen protonen wegvalt. Tussen de positieve kernladingen en de negatieve elektronenlading wordt een potentiaal opgewekt die flexibel op en af kan gaan met elektromagnetische interacties.
      Elementaire deeltjes zijn volgens mij verschillende formaties van potentiële compressie van materie( een vorm van energie die nog niet erkend is). Een andere vorm van compressie in onze cosmos zijn de fasetoestanden van gas naar vloeistof naar vast alsook het periodiek systeem van Mendeljev met moleculaire verbindingen en kristalvorming. In alle faseovergangen naar meer compressie zit meer opgestapelde energie.
      Zoveel compressie of wel potentiële energie (donkere materie) die opgeslagen wordt is er evenredig evenveel kinetische expansie(donkere energie).
      Simpel kan dus ook volgens mij.
      🙂

  11. Obelix Obelix zegt:

    Quote1 : “De twee allerzwaarste elementaire deeltjes”
    Quote2 : “het Higgs boson (124 GeV in massa)”

    In de klassieke natuurkunde worden A)massa en B)gewicht vaak door elkaar heen gebruikt, en verwisseld, terwijl het niet hetzelfde is.
    De eenheid van massa is [ kg] , en heeft een hoeveelheid materie aan.
    De eenheid van gewicht is [ N ], en geeft de kracht aan die een voorwerp heeft in een zwaartekrachtsveld. Op de Aarde is de aantrekkingskracht van de aardkloot op een gegeven voorwerp van plaats tot plaats redelijk constant, dus is de verwisseling van massa en (zwaarte-)kracht te vergeven. 😉

    Nu wordt en bij elementaire deeltjes wederom in termen als gewicht(zwaarste) en massa gesproken, zie quote’s hierboven, maar als ik het goed begrijp is er zelfs van beiden geen sprake ! De eenheid van de deeltjes wordt gegeven in electroVolt … en is een energie-equivalent [ “Binas”, sorry. 😉 ].
    Of zo als ik heb begrijp : de energie die vrijkomt bij complete omzetting in energie.

    “Zware Quarks en Leptonen buigen niet sterker af dan lichtere deeltjes in hetzelfde zwaartekrachtsveld.”

    Of… zie ik het verkeerd.

    Gaarne uw info, Groet, Paul

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.