Ist die Entdeckung des Higgs-Bosons gleichbedeutend mit der Entdeckung des Higgs-Mechanismus?

Ist die Entdeckung des Higgs-Bosons gleichbedeutend mit der Entdeckung des Higgs-Mechanismus? Ich meine, es ist mittlerweile klar, dass das Higgs-Boson da ist, aber was ist mit dem Higgs-Mechanismus? Wie können wir jemals sicher sein, dass der Mechanismus wirklich funktioniert? Das gesamte theoretische Gerüst führte zur Vorhersage des Bosons, aber könnte es sein, dass es zufällig entdeckt wurde, ohne dass das Gerüst vorhanden war? Sagen wir im Rahmen einer anderen Theorie, die kein Higgs-Feld benötigt, um Teilchen Masse zu verleihen?

Das ist eine interessante Frage (+1). Ich hatte auch vor, eine solche Frage (mit einem kleinen Unterschied) in Zukunft zu stellen. Mein Ausgangspunkt war die Diskussion der Renormierbarkeit der elektroschwachen Theorie zusammen mit der Nicht-Renormierbarkeit der Glashowschen Theorie.
@ SG8 Der wahre Grund, warum ich frage, ist, dass die elektroschwache Vereinigung so künstlich erscheint. Stimmt, die Theorie ist schön (und sie bedeutete sogar einen Nobelpreis für 't Hooft, einen Niederländer wie mich) und erstaunlich (siehe die großartige Antwort unten), aber trotzdem. Ich glaube wirklich, dass es mehr Elementarteilchen gibt und dass die schwache Kraft eine Restkraft ist wie die starke Kraft. Dieses Modell sagt auch ein Higgs-Boson voraus, aber es gibt keinen Mechanismus, der Masse liefert. Deshalb ist es so erstaunlich, dass die elektroschwache Theorie auch ein Higgs vorhersagt. ;-)
@DescheleSchilder Es ist nicht die elektroschwache Theorie, die ein Higgs-Teilchen vorhersagt. Es ist die Quantenfeldtheorie. Da es ein Higgs-Feld gibt, sollte es Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren geben, die Erzeugung erzeugt ein Teilchen-Higgs, die Art und Weise, wie Erzeugungsoperatoren im Elektronenfeld Elektronen erzeugen. Wenn kein Higgs gefunden wurde, wie Cosmas sagt, wäre es theoretisiert worden, dass es eine sehr große Masse und Breite hat, und die EW-Theorie würde trotzdem funktionieren.

Antworten (1)

Nein, die Entdeckung des Higgs-Bosons hat wenig mit der Validierung des Higgs-Mechanismus oder der atemberaubenden Rolle der Higgs-Feld-Yukawa-Kopplungen zu tun, die Fermionen Massen verleihen.

Es gibt mehrere "Higgsless-Modelle", die den Higgs-Mechanismus gut unterbringen; und ein sehr schweres und breites (und daher kaum sichtbares, σ-ähnliches) Higgs hätte wenig über die Natur des Higgs-Mechanismus zu sagen; es würde nur diejenigen faszinieren, die sich mit Natürlichkeit befassen und das quartische Higgs-Modell nicht als effektive Feldtheorie betrachten.

„Wir“ vertrauen seit dem Siegeszug des Standardmodells in den 1970er Jahren darauf, dass der SSB- und Higgs-Mechanismus hinter den Massen von Eichbosonen und Fermionen steckt. Die Beobachtung des Higgs-Teilchens bestätigte einfach das einfache quartäre renormierbare Potentialbild an den Rändern des Modells – es war der einzige modellabhängige Teil der fest etablierten Theorie der elektroschwachen Vereinigung von Glashow, Weinberg und Salam, die sich auf ein Higgs-Dublettfeld stützte .

Insbesondere die Massen und verräterischen Kopplungen zu Fermionen des SM-Modells wurden 40 Jahre lang unerbittlich bestätigt, bevor das eigentliche „Überbleibsel“ des Higgs-Bosons selbst entdeckt wurde. Die gesamte vom Modell vorgegebene Symmetriestruktur von SSB wurde in der Neutrino-Streuung und allgemein in der systematischen Phänomenologie schwacher Zerfälle und Wechselwirkungen untersucht, in denen das Higgs-Teilchen selbst nur sehr wenig vorkommt. Ein Blick auf die hervorragende Zusammenfassung der elektroschwachen Theorie in der PDG sollte dies durch Inspektion bestätigen.

Der entscheidende Punkt ist, dass es kaum ein tragfähiges Modell, geschweige denn eine Theorie, gibt, das die Aufgabe der drei Goldstone-Freiheitsgrade erfüllen kann, die an den Massen der Ws und des Z beteiligt sind, und Yukawa-gekoppelt an die Fermionen, um zu geben ihnen die so bewunderten chiral konsistenten Massen.

Das Erhalten der erstaunlich genauen Beschränkungen von Kopplungen an Fermionen ist eine "Sudoku"-Lösung, die ernsthafte Denker solcher Modelle immer noch durch ihre minimale Eleganz verblüfft. Ein Großteil der Arbeit an GUTs ist ein Versuch, sie zu verstehen. (Ich sah Feynman dabei zu, wie er sich abmühte, die Methode in dem „schiefen“ (sein Wort) Wahnsinn des SM zu erkennen. Ich erinnere mich nicht, wie sehr er sie auf GUT-Modelle zurückführte, aber Gell-Mann und seine Mitarbeiter versuchten es auf faszinierende Weise.)

Das Fazit ist, dass die Elektroschwachen-Theorie nun seit fast einem halben Jahrhundert fester König des Quartiers ist, während die Studie der Higgs-Teilchenkopplungen und -eigenschaften in unserem Jahrtausend, so wichtig sie auch ist, wahrscheinlich nicht viel Licht auf das Obige werfen wird, es sei denn, a Diskrepanzen wurden entdeckt, die das etablierte großartige Gesamtbild niederrissen.

Eine schöne Erklärung (+1). Ich denke, diese Antwort ist vollständig.
Schön geschrieben! Ich meine, Ihr Stil ist der eines Autors!
Danke. Ein ironisches Portal zu meinem früheren Ich.
Können Sie als Nicht-Physiker bestätigen, dass Ihr SSB über "Spontaneous Symmetry Breaking" liegt?
In der Tat ist SSB ein routinemäßiges Akronym für spontane Symmetriebrechung: die Realisierung einer Symmetrie im nichtlinearen Nambu-Goldstone-Modus.