Was genau ist ein Boson ?
Ist das Higgs-Boson die Ursache der Gravitation oder eine Folge davon? Erzeugt die Kollision von Teilchen am LHC ein Gravitationsfeld oder Wellen oder interagiert es irgendwie mit dem Gravitationsfeld der Erde?
Das Higgs-Boson soll ziemlich massiv sein und einer großen Anzahl von Protonen entsprechen. Wurden viele Teilchen benötigt, um es zu erzeugen, oder nur wenige, die sich mit hoher Geschwindigkeit fortbewegten? Wurde die hohe Energie in die große Masse umgewandelt?
Warum ist das Teilchen so kurzlebig und in was zerfällt es?
Was genau ist ein Boson?
Ein Boson ist ein Teilchen, dessen Spin (= Eigendrehimpuls) eine ganze Zahl ist. Zum Beispiel ist das Photon (das Teilchen, das für die elektromagnetische Kraft verantwortlich ist) ein Boson. Vergleichen Sie dies mit einem Fermion wie dem Elektron, dessen Spin eine halbe ganze Zahl ist. Im Alltag sind die Bosonen die mikroskopisch kleinen Teilchen, aus denen die Kräfte bestehen: Elektromagnetismus und Gravitation sowie die schwachen und starken Kräfte. Fermionen sind die Teilchen, aus denen Materie besteht: Protonen, Neutronen und Elektronen. Die Tatsache, dass Kräfte von Bosonen stammen, während Materie von Fermionen stammt, ist eine sehr tiefgreifende Beobachtung und hängt (zumindest teilweise) mit etwas zusammen, das als „Spin-Statistik“-Theorem bezeichnet wird, aber lassen Sie mich nicht darauf eingehen.
Lassen Sie mich nun anmerken, dass alle Bosonen, die für die Erzeugung von Kräften verantwortlich sind, Spin 1 oder 2 haben. Das Higgs-Boson ist eine andere Art von Boson, das sich nicht wie eine Kraft verhält. Technisch gesehen liegt das daran, dass sein Spin 0 ist. Tatsächlich ist es das einzige fundamentale Teilchen mit Spin 0, von dem wir wissen, dass es existiert: Alle anderen bekannten Teilchen haben Spin 1/2 (Fermionen), 1 oder 2.
Ist das Higgs-Boson die Ursache der Gravitation oder eine Folge davon? Erzeugt die Kollision von Teilchen am LHC ein Gravitationsfeld oder Wellen oder interagiert es irgendwie mit dem Gravitationsfeld der Erde?
Das Higgs-Boson hat nichts mit der Schwerkraft zu tun. Sie verursacht keine Schwerkraft und ist nicht das Ergebnis der Schwerkraft. Das Teilchen, das die Gravitation 'verursacht', heißt Graviton, es ist ein Boson wie alle anderen Kraftteilchen und es hat Spin 2.
Das Higgs-Boson gibt den anderen fundamentalen Teilchen Masse, und diese Masse interagiert dann mit der Schwerkraft wie jede andere Masse. Aber das ist ein indirekter Zusammenhang.
Die Teilchen am LHC interagieren wie alle anderen Teilchen mit dem Gravitationsfeld der Erde. Im Rahmen der Kollisionen entstehen sicherlich auch einige Gravitonen (= „Schwerkraftteilchen“). Aber das sind völlig vernachlässigbare Effekte, die vernachlässigt werden können, weil die Schwerkraft eine viel schwächere Kraft ist als alle anderen.
Das Higgs-Boson soll ziemlich massiv sein und einer großen Anzahl von Protonen entsprechen. Wurden viele Teilchen benötigt, um es zu erzeugen, oder nur wenige, die sich mit hoher Geschwindigkeit fortbewegten? Wurde die hohe Energie in die große Masse umgewandelt?
Ich bin mir nicht sicher, was Sie mit "äquivalent zu einer großen Anzahl von Protonen" meinen. Es ist wahr, dass, wenn Sie ein Higgs-Teilchen wiegen, es ungefähr 120 Protonen wiegen wird, aber sie sind über diese einfache Tatsache hinaus nicht verwandt.
Das Higgs-Teilchen entsteht, wie alle anderen am LHC produzierten Teilchen, durch die Kollision zweier hochenergetischer (= sehr schneller) Protonen. Tatsächlich wurde bei den Kollisionen, bei denen ein Higgs entstand, die Energie der Protonen in die Masse des Higgs-Teilchens umgewandelt.
Warum ist das Teilchen so kurzlebig und in was zerfällt es?
Das Higgs ist im Wesentlichen kurzlebig, weil es sehr massiv ist. Grob gesagt, je massereicher ein Teilchen ist, desto schneller zerfällt es in andere Teilchen. Dies ist keine genaue Aussage, da es wirklich davon abhängt, in was das Teilchen zerfallen kann. Zum Beispiel ist das Proton relativ zum Elektron massiv, aber es scheint aus verschiedenen Gründen zu nichts zu zerfallen.
Das Higgs-Teilchen hat verschiedene Zerfallsmöglichkeiten (diese Möglichkeiten werden „Zerfallskanäle“ genannt). Es kann zum Beispiel in zwei Photonen zerfallen oder in zwei Quarks wie Bottom und Anti-Bottom.
Was genau ist ein Boson?
Lesen Sie den Inhalt des von Ihnen bereitgestellten Links. Es ist ein Teilchen mit ganzzahligem Spin (0 ist die niedrigste ganze Zahl), das der Bose-Einstein-Statistik gehorcht.
Ist das Higgs-Boson die Ursache der Gravitation oder eine Folge davon?
Weder
Erzeugt die Kollision von Teilchen am LHC ein Gravitationsfeld?
NEIN
oder Wellen oder irgendwie mit dem Gravitationsfeld der Erde interagieren
Die Schwerkraft ist sehr viel schwächer als die schwache Wechselwirkung, von der das Higgs-Boson eine Manifestation ist. Die Schwerkraft hat also nichts mit dem Fall zu tun.
Das Higgs-Boson soll ziemlich massiv sein und einer großen Anzahl von Protonen entsprechen. Wurden viele Teilchen benötigt, um es zu erzeugen, oder nur wenige, die sich mit hoher Geschwindigkeit fortbewegten?
Nein, nicht einmal wenige. Nur zwei ankommende Teilchen . Es könnte beim Zerfall massiverer Teilchen auftreten.
Wurde die hohe Energie in die große Masse umgewandelt
Ja
Warum ist das Teilchen so kurzlebig und in was zerfällt es?
Generell gilt: Je schwerer das Teilchen, desto schneller zerfällt es, weil die verfügbare Energie die Möglichkeit eröffnet, in viele Kanäle zu zerfallen.
Schauen Sie sich die dominanten (im Querschnitt) Zerfallsverzweigungsverhältnisse an
David z