Wie kommt das Higgs-Boson zur Ruhemasse? [Duplikat]

Das am LHC entdeckte Higgs-Boson ist massiv. Es hat eine hohe relativistische Masse, was bedeutet, dass es eine Ruhemasse ungleich Null hat.

Higgs Boson gibt anderen Dingen Ruhemasse. Aber wie kommt es von selbst zu Ruhemasse?

Das Higgs-Boson kann mit sich selbst interagieren. en.wikipedia.org/wiki/File:Elementary_particle_interactions.svg . Außerdem (da bin ich mir nicht sicher) besteht das Higgs-Feld aus zwei Teilen - einer ist das Higgs-Boson und eine ist eine Schwingung im Feld, das der Massenmechanismus ist.
@Manishearth Gib das als Antwort ...
Ich bin mir wirklich nicht sicher, und ich weiß nicht genug, um es als Antwort zu geben. Ping mich nochmal an, falls sonst keiner antwortet :)
@Manishearth (3 Kommentare hoch) man könnte sagen, dass das stimmt, aber der zweite Teil wäre der Vakuumerwartungswert, keine Schwingung.

Antworten (4)

Die Masse des Higgs-Bosons ist ein freier Parameter des Standardmodells und nicht (nur) aufgrund der Wechselwirkungen mit einem von Null verschiedenen Higgs-Feld.

Wenn das Higgs-Feld Null wäre, sagt das Standardmodell vier massive Higgs-Bosonen voraus, die die einzigen massiven Teilchen sind. Im Falle eines Higgs-Feldes ungleich Null gewinnt nur eines von ihnen durch Higgs-Feld-Wechselwirkungen etwas zusätzliche Masse und wird „das“ Higgs-Boson (vorausgesetzt, es gibt nur eines), während sich die verbleibenden Higgs-Bosonen mit Isospin- und Hypercharge-Eichbosonen vermischen um die elektroschwachen Eichbosonen zu bilden.

Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel von Matt Strassler .

Sie müssen ein wenig über den Higgs -Mechanismus lesen .

In der Teilchenphysik ist der Higgs-Mechanismus (auch Brout-Englert-Higgs-Mechanismus, Englert-Brout-Higgs-Guralnik-Hagen-Kibble-Mechanismus, 1 und Anderson-Higgs-Mechanismus genannt ) der Prozess, der Elementarteilchen Masse verleiht. Die Teilchen gewinnen an Masse, indem sie mit dem Higgs-Feld interagieren, das den gesamten Raum durchdringt.

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Die einfachste Implementierung des Mechanismus fügt der Eichtheorie ein zusätzliches Higgs-Feld hinzu. Die spontane Symmetriebrechung der zugrunde liegenden lokalen Symmetrie löst die Umwandlung von Komponenten dieses Higgs-Feldes in Goldstone-Bosonen aus, die mit (mindestens einigen) den anderen Feldern in der Theorie interagieren, um Massenterme für (mindestens einige) zu erzeugen Bosonen messen. Dieser Mechanismus kann auch elementare Skalarteilchen (Spin-0), bekannt als Higgs-Bosonen, hinterlassen.

* Dieser übrig gebliebene Spin 0 ist das Higgs *, von dem wir hoffen, dass es entdeckt wurde, wenn die Natur der einfachsten Implementierung des Higgs-Mechanismus folgt. Es erhält seine Masse auch durch den Higgs-Mechanismus. Aus diesem Grund weisen die Wissenschaftler darauf hin, dass weitere Untersuchungen erforderlich sind, um festzustellen, um welche Art von Higgs- Teilchen es sich handelt. ............

Der Higgs-Mechanismus wurde von Steven Weinberg und Abdus Salam in die moderne Teilchenphysik integriert und ist ein wesentlicher Bestandteil des Standardmodells.

Im Standardmodell sind bei Temperaturen, die so hoch sind, dass die elektroschwache Symmetrie ungebrochen ist, alle Elementarteilchen masselos. Bei einer kritischen Temperatur wird das Higgs-Feld tachyonisch, die Symmetrie wird spontan durch Kondensation gebrochen und die W- und Z-Bosonen nehmen Massen an. (EWSB, ElectroWeak Symmetry Breaking, ist eine Abkürzung, die dafür verwendet wird.)

Auch Fermionen, wie die Leptonen und Quarks im Standardmodell, können durch ihre Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld Masse gewinnen, aber nicht auf die gleiche Weise wie die Eichbosonen.

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Das Higgs gibt den Ws, Zs, Quarks, Leptonen und (wahrscheinlich) den Neutrinos eine Masse, aber es hat kaum etwas mit der Protonenmasse zu tun, es trägt nur den winzigen Betrag bei, der ungefähr der Protonen-Neutronen-Massendifferenz entspricht . Seine eigene Masse ist fundamentaler Parameter im Standardmodell, und der natürliche Wert ist die Planck-Masse.

Physiker nennen die Frage, warum die Higgs-Masse so viel leichter ist als die Planck-Masse, „The Heirarchy Problem“.

Wenn es Quarks Masse gibt, wie könnten Protonen keine Masse bekommen, da sie aus Quarks bestehen?
@SachinShekhar: Es gibt ungefähr 1% der Protonenmasse, der Rest sind Einschlussprozesse. Die Quarks im Proton sind nicht langsam, es ist nicht wie ein H-Atom. Der größte Teil der Masse des Protons ist Leim und kinetische Energie des Quarks. Die Quark-Ruhemasse ist eine 1%-Korrektur.
Können wir die kinetische Energie von Quarks als REST-Masse nehmen? Ist es nicht ein relativistisches Ju-Ju?
@SachinShekhar: Die kinetische Energie des Quarks ist ein Beitrag zur Ruhemasse, wenn sich der Gesamtimpuls von allem zu Null addiert. Diese Art von allgemeiner Verwirrung ist der Grund, warum ich es für wichtig halte, Einstein zu ignorieren und Tolman zu folgen und den Begriff „relativistische Masse“ als Synonym für Energie zu verwenden und den Begriff „Ruhemasse“ für Ruhemasse zu verwenden.
@Ron: Trägt die kinetische Energie der Quarks nicht immer zur "Ruhemasse" des Hadrons bei? die (invariante) Masse eines Systems ist gegeben durch E 2 − P 2 in jedem Rahmen
@Christoph: Na und. Der Punkt ist, dass die Leute verwirrt sind und denken, dass es so etwas wie eine "Umwandlung von Masse in Energie" gibt und dass heißer Tee dasselbe wie kalter Tee wiegt und dass Protonen und Neutronen während der Spaltung verschwinden und dass sich chemische Reaktionen nicht ändern Masse. Diese Art von anhaltenden lästigen dummen Verwirrungen sind der Grund, warum Tolman die relativistische Masse eingeführt hat – diese pädagogische Innovation bewirkt, dass E = mc ^ 2, nur durch Einheitenumrechnung, sodass sich die Menschen daran gewöhnen, dass Energie Masse ist .

Vergessen Sie die relativistische Masse; es ist ein veraltetes und in diesem Fall irrelevantes Konzept. Das Higgs-Boson hat eine Ruhemasse von ca 125   G e v / C 2 vorausgesetzt, es ist tatsächlich das, was der LHC gefunden hat.

Wie auch immer, ich würde sagen, dass das Higgs-Boson anderen Teilchen nicht direkt Masse gibt; Stattdessen ist es ein Nebeneffekt des Mechanismus, durch den diese anderen Partikel massiv werden. Es stellt sich einfach heraus, dass das durch diesen Mechanismus erzeugte Teilchen selbst ein massives Teilchen sein muss.

Oder anders ausgedrückt: Das Higgs-Feld wäre nicht in der Lage, anderen Teilchen Masse zu verleihen, wenn es nicht selbst massiv wäre. Werfen Sie einen Blick auf das Potenzial des "mexikanischen Hutes", das im Logo dieser Website dargestellt wird. Die Beule in der Mitte entsteht, weil das Higgs-Feld eine zugehörige Masse hat, die Masse des Higgs-Bosons. Diese Erhebung verschiebt den „natürlichen“ Zustand des Higgs-Felds aus der Mitte, was bedeutet, dass das Feld einen „Standardwert“ ungleich Null hat, der als Vakuumerwartungswert bezeichnet wird. Es ist dieser Vakuum-Erwartungswert, der anderen Partikeln Masse gibt. Ohne den Buckel wäre das Minimum des Potentials in der Mitte, was bedeutet, dass der Vakuumerwartungswert des Higgs-Felds Null wäre, was es wiederum unfähig machen würde, anderen Teilchen Masse zu verleihen.

Für einige mathematische Details verweise ich Sie auf eine andere Antwort von mir .

Können Sie mich bitte mit einer offiziellen CERN-Quelle verlinken, die besagt, dass der Wert "Ruhe" -Masse war?
@Sachin: Soweit ich weiß (kein Quantenfeldtheoretiker), geht QFT immer von "Ruhemasse" / "invarianter Masse" aus
Ja das M in den Gleichungen der Quantenfeldtheorie ist Ruhemasse. Sie brauchen keine Quelle vom CERN, um Ihnen das zu sagen; Schauen Sie in ein gutes QFT-Lehrbuch.
Wie kommt das Higgs-Boson zur Ruhemasse? [Duplikat]
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