Frage:
Ist das Higgs-Boson ein Elementarteilchen? Wenn ja, warum verfällt es?
user6760
2019-01-15 09:42:13 UTC
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Das Higgs-Boson ist eine Anregung des Higgs-Feldes und sehr massiv und kurzlebig.Es interagiert auch mit dem Higgs-Feld und kann so Masse erfahren.

Warum zerfällt es, wenn es nach dem Standardmodell ein Elementarteilchen sein soll?

Ich habe einige Kommentare entfernt, die die Frage beantworteten.Bitte beachten Sie, dass Kommentare dazu dienen, Klarstellungen anzufordern oder Verbesserungen der Frage vorzuschlagen, nicht zur Beantwortung.
Im Wesentlichen ein Duplikat von [Warum werden Myonen im Standardmodell als „Elementarteilchen“ betrachtet?] (Https://physics.stackexchange.com/q/274858/50583), wobei "Myon" durch "Higgs" (was war) ersetzt wurdeauch ein HNQ).Werden wir jetzt für jedes Partikel des Standardmodells einen HNQ durchführen?
Sechs antworten:
Bob Jacobsen
2019-01-15 09:55:40 UTC
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Die grundlegendsten Teilchen im Standardmodell zerfallen: Myonen, Tau-Leptonen, die schweren Quarks, W- und Z-Bosonen.Daran ist nichts problematisch, und Higgs verfällt auch nicht.

Ihre Frage könnte aus einem Missverständnis über den Zerfall von Partikeln stammen: Es ist irgendwie so, dass das Partikel in bereits vorhandene Bestandteile zerfällt.So ist es nicht.Zerfälle sind Transformationen in Dinge, die vorher nicht da waren.

Hallo, mir ist diese Transformation immer noch nicht klar. Ich habe gerade gelesen, dass sie probabilistisch ist, sodass Higgs-Boson tatsächlich in viele Dinge zerfallen kann, einschließlich 2 Photonen. Können sich also dieselben 2 Photonen nicht wieder in Higgs-Boson umwandeln?Ich bezweifle es sehr, aber weiß nicht warum?
Im Allgemeinen können Teilchenphysikreaktionen in beide Richtungen verlaufen.Ja, wenn Sie ausreichend energetische Photonen entsprechend angeordnet hätten, könnten sie sich laut SM zu einem Higgs-Teilchen verbinden.
@safesphere das Diagramm für 2gamma bis e + e- existiert sicherlich und hat eine Amplitude ungleich Null.Ich bin damit einverstanden, dass Phasenfaktoren es klein machen (das ist das "entsprechend angeordnete" Bit).Aber es war ein wesentlicher Teil der Urknall-Thermalisierung vor dem Ausfrieren und der Mechanismus für die Produktion von Photonen zu E + E-Paaren (über ein Photon aus einem Kern).
@safesphere Ich verstehe nicht, warum ATLAS nicht in den Geltungsbereich fallen sollte.Photonenfusion tritt auf - (https://dde.web.cern.ch/dde/presentations/fp420_dec09/fwd_higgs_pA_dec09.pdf), aber wenn Sie sagen möchten, dass Photonenfusion zu selten ist;Gibt es immer die häufigere Gluon-Fusion?https://www.nikhef.nl/pub/services/biblio/preprints/05-007.pdf Oder liegt Ihr Problem eher in der On-Shell-Funktion der Dinge?
@safesphere die Reihenfolge ist in beide Richtungen gleich;Es ist in beiden Fällen das gleiche Feynman-Diagramm.Siehe das Diagramm oben auf Seite 5 von http://www-pnp.physics.ox.ac.uk/~barra/teaching/feynman.pdf
Ich stimme Bob Jacobsen zu.Dies ist nur eine Zeitumkehrinvarianz bei der Arbeit.Kollidierende 10-MeV-Photonen sollten ebenso leicht Elektronen-Positronen-Paare erzeugen wie kollidierende 10-MeV-Elektronen und Positronen Photonen.Ich denke, Safesphere kann dies mit Photon-Photon-Streuung verwechseln.
Dies ist nicht der Fall, da die QED-Aktion eine T-Invarianz aufweist.
@safesphere, wie G.Smith betont, ist die Amplitude des Diagramms genau gleich.Der Querschnitt (Wahrscheinlichkeit) und die Ereignisrate können aufgrund der tatsächlich laufenden und ausgehenden Partikel unterschiedlich sein: Es ist einfacher, auf kleinem Raum Elektronen als hochenergetische Photonen herzustellen.
Ich lehne auch die Aussage von safesphere ab, dass "Gluonen Ladung haben".Ich weiß nicht, was er damit gemeint hat, aber sie haben keine elektrische Ladung, nur Farbladung.
Noch mehr zum Punkt: Telnov schlug vor, einen Collider zu bauen, um die Photonen-Photonen-Higgs-Produktion zu untersuchen.https://arxiv.org/abs/1409.5563.
Chiral Anomaly
2019-01-15 10:15:29 UTC
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Eine andere Möglichkeit, diese Frage zu beantworten, besteht darin, dass Teilchen nicht "elementar" sind, auch nicht in einer gegebenen Quantenfeldtheorie.Quantenfeldtheorien (wie das Standardmodell) werden als Felder und nicht als Partikel ausgedrückt.Teilchen sind Phänomene, die das Modell vorhersagt;einige von ihnen sind stabil, andere sind vorübergehend (sie verfallen).Das Standardmodell wird unter Verwendung eines elementaren Higgs-Felds konstruiert und sagt ein instabiles Higgs-Teilchen voraus

Obwohl die Sprache "Elementarteilchen" sehr verbreitet ist und derzeit wahrscheinlich nicht überarbeitet werden kann, ist es möglicherweise weniger verwirrend und genauer, über die Elementarfelder zu sprechen, die zum Ausdrücken eines Modells verwendet werden.Selbst diese Sprache ist jedoch nicht perfekt, da einige Modelle auf mehr als eine Weise ausgedrückt werden können, indem scheinbar nicht verwandte Feldsätze verwendet werden.Die Quantenfeldtheorie ist ein reichhaltiges Thema mit vielen Überraschungen!

Wollen Sie damit sagen, dass die Erregung des Feldes auch andere Felder stören kann?Die Realität besteht also nur aus Feldern, die miteinander interagieren.
@user6760 Ich werde mich scheuen, hier das Wort "Realität" zu verwenden (weil unterschiedlich aussehende Beschreibungen äquivalente Vorhersagen treffen können), aber ja: Die Art und Weise, wie die Quantenfeldtheorie Dinge beschreibt, ist, dass Quantenfelder miteinander interagieren.Ein Teilchen ist eine Manifestation all dieser Felder, die miteinander interagieren.Das Higgs-Teilchen umfasst mehr als nur das Higgs-Feld.
@user6760 Eine gängige Approximationsmethode in QFT besteht darin, mit einem anderen Modell zu beginnen, das nur nicht interagierende Felder enthält, und dann eine Reihe von "Korrekturen" hinzuzufügen, um die Ergebnisse schrittweise näher an das heranzuführen, was das reale Modell mit interagierenden Feldern vorhersagen würde.Darum geht es in Feynman-Diagrammen, und darum geht es in der Sprache "Virtual Particle".In einem Modell mit nicht wechselwirkenden Feldern besteht eine relativ direkte Entsprechung zwischen Feldern und Partikeln.Aber diese Entsprechung wird in Modellen, in denen die Felder interagieren, weniger direkt (gelinde gesagt).
Ja, es macht für mich jetzt Sinn, das virtuelle Teilchen, das Sie erwähnt haben.
Um das zu ergänzen, was Dan erwähnt hat - was laut QFT einwandfrei ist -, hier einige Beispiele für den Higgs-Zerfall, die in Feynman-Diagrammen ausgedrückt werden: http://inspirehep.net/record/929477/plots, an denen mehr als Photonen beteiligt sind
benrg
2019-01-15 14:51:07 UTC
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"Zerfall" ist nur der Name einer Wechselwirkung, bei der ein Partikel eintritt und zwei oder mehr Partikel austreten.

Die Regel in der Quantenmechanik lautet " alles, was nicht verboten ist, ist obligatorisch" - das heißt, jeder Prozess (Zerfall oder auf andere Weise) kann stattfinden, wenn er nicht gegen ein Erhaltungsgesetz verstößt. Infolgedessen zerfallen die meisten Teilchen, ob grundlegend oder zusammengesetzt.

Die Ausnahmen sind Partikel, für die Sie buchstäblich keine Ausgänge auswählen können, die nicht gegen ein Erhaltungsgesetz verstoßen. Zum Beispiel können Elektronen nicht zerfallen, weil der Zerfall elektrische Ladung sparen müsste - also müsste mindestens ein Ausgang geladen werden - und müsste auch Masse / Energie sparen - also müsste die Gesamtmasse aller Ausgänge nicht größer als die Masse des Elektrons sein - und das ist unmöglich, weil es keine elektrisch geladenen Teilchen mit geringerer Masse gibt. Es ist also stabil, nicht weil es elementar ist, sondern weil alles, was es instabil machen könnte, verboten ist.

Das Myon, das ebenfalls grundlegend ist und bis auf seine Masse fast identisch mit dem Elektron ist, kann und zerfällt, da die höhere Eingangsmasse bedeutet, dass Sie Ausgänge finden können, die Masse sparen und gleichzeitig alle anderen Bedingungen erfüllen.

Das Proton, das kein grundlegendes Teilchen ist, kann nicht zerfallen, da es das leichteste Teilchen mit einer anderen konservierten Eigenschaft namens Baryonenzahl ist.

Aber auch hier sind die Partikel, die nicht zerfallen können, die Ausnahmen. In der Regel kann und kann fast alles, und dies gilt für Grund- und Verbundpartikel gleichermaßen.

Und selbst diejenigen, die nicht "zerfallen" können, könnten möglicherweise äußerst selten durch ein äußerst unwahrscheinliches Quantenphänomen zerfallen.Quantentunnelung (Bewegung zwischen Zuständen, die an der Oberfläche anscheinend nicht voneinander zu erreichen sind) ist hier ein Begriff.Selbst wenn ein Proton nicht zerfallen kann, kann es Prozesse geben, die für alle praktischen Zwecke niemals in einer unverständlichen Zeitskala von 10 ^ 35 Jahren ablaufen, die häufig in einer noch unverständlicheren Zeitskala von 10 ^ 100 oder 10 ^ 1000 Jahren ablaufen.
Vladimir Kalitvianski
2019-01-15 14:35:13 UTC
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Alle Grund- oder Elementarteilchen zerfallen nach der Geburt.Nehmen Sie zum Beispiel Elektron.Während es in einem bestimmten Prozess erzeugt wird, "zerfällt" es in "ein anderes Elektron" und viele weiche Photonen.Da es unwahrscheinlich ist, dass "ein anderes Elektron" ohne weitere Wechselwirkungen mit seiner Umgebung verbleibt, interagiert es weiter, d. H. Im Allgemeinen absorbiert und emittiert weiche Photonen

Beziehen Sie sich auf die Emission von Photonen, wenn ein Elektron vom angeregten Zustand in den Grundzustand übergeht, als eine Form des Zerfalls (Transformation, die ich gerade heute gelernt habe)?Also ist alles nur Interaktion und Verfall ist einer von ihnen, oder?
Recht.Man kann mit Sicherheit sagen, dass sich die "Besetzungszahlen" von "Elementarteilchen" (Anregungen) aufgrund von Wechselwirkungen (die niemals enden) ändern.
Francesco Bernardini
2019-01-15 10:42:18 UTC
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Ein Partikel ist elementar, wenn es keine Unterkomponenten gibt, die wir identifizieren können.

Dies hat nichts mit dem Konzept des Zerfalls zu tun, und Sie können sich leicht von dieser Tatsache überzeugen, indem Sie beobachten, dass ein Teilchen (elementar oder nicht) auf viele verschiedene Arten zerfallen kann, die Anzahl und Art seiner Bestandteile jedoch eindeutig istbestimmt.

Daniel Thorne
2019-01-17 21:00:13 UTC
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Der Zerfall von Quanten ist nicht wie das Auseinanderbrechen fester Materie.Wenn wir an das Wort "Verfall" denken, wird es oft mit verfaultem Fleisch oder physischer Trennung in Verbindung gebracht.Zerfall kann auch einfach eine Abschreibung sein.

Es könnte hilfreich sein, Bosonen und Fermionen als Energiezustände zu betrachten, die stochastischen Regeln folgen.Da die Energie vom Ausgangszustand in den Zustand nach dem "Zerfall" erhalten bleibt, können Sie sich den Zerfall als einen Wechsel von einem instabilen energetischen Zustand zu einem alternativen energetischen Zustand innerhalb seiner intrinsischen Natur durch eine Zunahme der Entropie (und wahrscheinlich) vorstellenandere spekulierte oder mathematisch abgeleitete Phänomene).

Darüber hinaus steht die Natur aller Partikel als grundlegend noch zur Debatte.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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