Nobelpreis 2013: Worum geht es? [geschlossen]

In wenigen Worten:

Alle gesammelten Daten zur Teilchenphysik lassen sich wunderbar in das sogenannte Standardmodell einordnen . Es basiert auf Gruppensymmetrien im Verhalten von Teilchen, drei Gruppen, zwei davon spezielle Einheitsgruppen und eine einfache Einheitsgruppe.

     SU(3) x  SU(2) x U(1)
     strong    weak electromagnetic

jede Gruppe repräsentiert eine der drei oben bezeichneten Kräfte.

Was bedeutet das? Das bedeutet, dass alle Elementarteilchen als Mitglieder einer irreduziblen Darstellung dieser kombinierten Gruppen gefunden werden können, die Quark-Modell- Klassifikation findet ihre mathematische Rechtfertigung.

Ein Beispiel für eine SU(3)-Gruppendarstellung ist das Baryon-Oktett, bei dem die Quantenzahlen der Teilchen es ermöglichen, sie in die Oktettdarstellung einer SU(3)-Gruppe einzugeben.

Abbildung 4. Das S = 1⁄2 Baryon-Oktett im Grundzustand

Die mathematische Vereinigung der drei Kräfte, wenn sie im richtigen Lagrange-Formalismus ausgedrückt wird, liegt in den grundlegenden Elementarteilchen in der Tabelle: den Quarks, den Leptonen und den intermediären Kraftträgern, Photonen und Gluon und W/Z. In der ersten Version des Modells waren die Massen Null, wenn die Symmetrien mathematisch respektiert werden sollten, während die realen Teilchen Massen hatten.

Es war notwendig, einen Weg zu finden, den Elementarteilchen Massen zu verleihen, und dieser Weg wurde durch den Higgs-Mechanismus gefunden, der die Symmetrie so brach, dass Massen für die Teilchen erscheinen konnten.

Ein weiteres Diagramm für Symmetrien zeigt das Higgs-Feld, das die Symmetrie bricht:

Das Muster des schwachen Isospins T3, der schwachen Hyperladung YW und der Farbladung aller bekannten Elementarteilchen, gedreht um den schwachen Mischungswinkel, um die elektrische Ladung Q ungefähr entlang der Vertikalen zu zeigen. Das neutrale Higgs-Feld (graues Quadrat) bricht die elektroschwache Symmetrie und interagiert mit anderen Teilchen, um ihnen Masse zu verleihen.

Der Higgs-Mechanismus durchdringt den gesamten Raum, er ist ein Feld. Nichtsdestotrotz wurde bei der Einbeziehung in die mathematischen Gleichungen, die das Standardmodell definieren, eine Vorhersage getroffen: Es sollte ein Teilchen mit einer festen Masse geben, das das am CERN gefundene Higgs ist, das nicht vorhanden wäre, wenn der Higgs-Mechanismus nicht existierte.

Somit bestätigte das am CERN gefundene Teilchen, dass der Higgs-Mechanismus am Werk und real ist, die Null-Massen-Symmetrie bricht und allen Teilchen, einschließlich des Higgs-Teilchens selbst, Massen verleiht.

Die mathematische Formulierung und Lösung des Standardmodells Lagrangian könnte man in einem Semesterkurs studieren. Wenn Sie sich den Link ansehen, ist es nicht so einfach, auf diesem Board zu diskutieren.

Sehen Sie sich das Video von Prof. Susskind Demystifying the Higgs Boson an . Es gibt andere Videos in Mechanik, Relativitätstheorie usw. als Teil des Kurses.

Ich denke, dieser Link erklärt es auf sehr einfache Weise für einen Nichtphysiker. Für eine detailliertere Erklärung (Sie müssen kein professioneller Physiker sein, um es zu verstehen) sehen Sie sich dies an . Besonders von Minute 10 bis Minute 40.

Hoffentlich ist es das, wonach Sie suchen!