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¿Por qué tenemos que "crear nuestra propia" bosón de Higgs con el fin de ver uno?

Entiendo que el LHC encontrado el bosón de Higgs por bombeo tanto de energía en un pequeño espacio (a través de la cerca de la velocidad de la luz colisiones protón-protón) que un bosón de Higgs apareció momentáneamente, en ese instante la caries. Se detectaron los productos de la desintegración, y dedujo que un bosón de Higgs debe haber estado allí. Que está bien. Lo que no entiendo es:

1) no es el universo completo de bosones de Higgs, haciendo que el campo de Higgs? Si es así, ¿por qué necesitamos hacer uno nosotros mismos? ¿Por qué no podemos detectar a los que ya están allí, como otros bosones, tales como los fotones?

2) Cuando hemos hecho nuestro Higgs de energía pura, ¿por qué instantáneamente se transforman en otras partículas?

3) ¿es en realidad directamente se transforman en otras partículas, o es más bien el caso de que sólo se convierte de nuevo en energía pura, y, a continuación, que la energía produce otros, menos masiva de partículas?

98voto

Andrea Di Biagio Puntos 538

No es el universo completo de bosones de Higgs, haciendo que el campo de Higgs?

No. En física de partículas, se entiende que el subyacente (más fundamental) el objeto es el campo, no las partículas. Las partículas son excitaciones de los campos que pueden ser medidos, y siempre conllevan ciertas propiedades como la carga, la masa, spin, etc. El campo que estamos más familiarizados es el campo electromagnético, sus excitaciones ser los fotones. En otro campo de las excitaciones son los electrones, en el otro, todavía no son los gluones etc.

Y hay un campo de Higgs, cuya excitaciones son los bosones de Higgs. El campo de Higgs, en contraste con el campo electromagnético tiene un valor distinto de cero, incluso si no hay bosones de Higgs existe.
Para tener una analogía en mente, piense en una habitación llena de aire. Cuando hablo, hay ondas de sonido en movimiento en el aire. El aire es el campo de Higgs, las ondas de sonido son los bosones de Higgs.

¿Por qué no podemos detectar a los que ya están allí, como otros bosones, tales como los fotones?

Bosones de Higgs son muy masivas, como las partículas, por lo que se requieren una gran cantidad de energía para ser creadas en las colisiones. Además tienen un número de desintegraciones de las vías, por lo que cuando se crean, se desintegran rápidamente. Por lo tanto, incluso si los bosones de Higgs se crean todo el tiempo en la atmósfera, o en las supernovas o de otros eventos, que son raros y difíciles de detectar. Es por eso que hicimos un experimento que puede reproducir millones de colisiones de un segundo, para acumular suficientes datos.

Cuando hemos hecho nuestro Higgs de energía pura, ¿por qué instantáneamente se transforman en otras partículas?

Esta es la clase de error. No es evidente el significado de "pura energía". La energía es una cantidad que se asigna a diversos fenómenos, sin embargo, es común e intercambiables entre todos ellos. Hablamos de la energía cinética, la energía potencial, la masa-energía, etc. pero ninguna de estas formas es "puro" en cualquier sentido específico. En las colisiones de partículas, la cinética y la masa de reposo de la energía de los protones se concentra en una pequeña parte del espacio-tiempo, y puede ser redistribuido en la cinética, la potencial y la energía en masa de otras partículas.

Una vez que una partícula está formada, en realidad no importa de qué manera se ha formado. Como un núcleo radiactivo tiene la misma probabilidad de descomposición en el siguiente $10$ minutos independientemente del tiempo que ha sobrevivido hasta ahora, un bosón de Higgs se deteriorará con una cierta probabilidad en las partículas que se pueden decaer.

Que es lo que realmente directamente se transforman en otras partículas, o es más bien el caso de que sólo se convierte de nuevo en energía pura, y, a continuación, que la energía produce otros, menos masiva de partículas?

Aquí terminamos un poco en la metafísica.Usted tendrá diferentes respuestas dependiendo de la interpretación de QM usted elija. Todos observamos es que los protones que ir en la colisión, y la lluvia de partículas que sale después de la colisión, junto con su energía. Eso es todo. La teoría cuántica le dará las estadísticas de estas observaciones, pero no lo que sucede entre las dos observaciones; que es (por ahora) de la metafísica, porque es inobservable.

Estrictamente hablando, no hay bosón de Higgs ha sido observado, en el sentido de que no bosón de Higgs ha chocado con los detectores. Hemos calculado cómo la existencia del campo de Higgs va a afectar a las mediciones, se encontró que afectaría a ellos de una manera particular, hicimos los experimentos y, de hecho, se encontró que la firma. Los experimentos y la teoría partido tan bien que es inevitable es que hay un campo de Higgs, aunque no hemos "visto" (con los ojos) cualquier bosones de Higgs.

Para hablar acerca de la manera exacta en la que una partícula viene a la existencia y decae un poco más allá de la actualidad de la física (también vale la pena explorar en otras cuestiones).

4voto

Noldig Puntos 1001

Ad 1) Sí y no. Sin duda hay Higgsbosons en el Universo. Todo lo que podemos crear en el LHC se crea en otros eventos. Los rayos cósmicos pueden tener más energía de la que el LHC de la viga, por lo que habrá bosones de Higgs, por cierto, sólo como un ejemplo. El problema es que para lograr un sofisticado detector en el lugar, además, usted realmente no tiene el experimento completamente bajo control.

La segunda suposición es incorrecta, por lo tanto escribí el sí y el no. El bosón de Higgs es una excitación del campo de Higgs, pero el campo es el "fundamentales" cosa " por así decirlo. No es la "hechos de bosones de Higgs".

Ad 2) En física de partículas hay un refrán que dice: "Si se permite que se descomponen, se va". Si no está prohibido, una decadencia que va a suceder. Como regla aproximada, es una partícula más propensos a las caries si hay más opciones. Por permitía quiero decir que todas las normas de conservación tiene que ser obedecido.

3) ¿Qué se entiende por energía pura? La energía tiene que estar ahí de alguna manera, pero sí que se descompone directamente en otras partículas que la caries más y así sucesivamente. La energía que se colocó en el primer lugar se almacena como cinética y la energía en masa de los protones. Partículas se transforman directamente en otras partículas como de largo como todas las leyes de conservación son obedeció durante la desintegración

-4voto

Christoph Schiessl Puntos 3672

Otro factor aquí:

Podemos construir estas enormes átomo devil porque queremos un vistazo a las cosas que normalmente están encerrados en el interior de las partículas más grandes. La energía es la dispersión de la caja que está en.

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