Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter

Plaats een reactie

Je mail wordt niet openbaar getoond. Het wordt enkel gebruik voor contact of notificatie vanuit het beheer.

🗨️ Wat vind jij? Stel direct je vraag of geef je mening – zonder registratie. Je reactie zet het topic weer bovenaan bij 'Laatste posts' en trekt snel nieuwe reacties aan🔥. Mocht je als vaste bezoeker willen reageren, dan kun je je ook registreren.

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vragen te beantwoorden.

Noor heeft 10 knikkers. Ze verliest er 4 in het gras. Hoeveel heeft ze er nog?

Antwoord: (vul een getal in)

Er zitten 5 vogels op een hek. Twee vliegen weg. Hoeveel blijven er zitten?

Antwoord: (vul een getal in)

Weergave uitklappen Voorafgaande berichten: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door Regor » ma 04 mei 2026, 15:27

@vijv,

Mee eens, en wat velen, ook ik, voor een blokkade stel is dat de voorkennis om complexe / moeilijke zaken te begrijpen op zijn zachts geschreven "zeer omvangrijk" en diepgaand moet zijn.
De deskundigen kunnen onmogelijk boeken vol voorkennis posten .... opdat men uiteindelijk het complexe zou kunnen begrijpen.

Maar toch slagen zij er (meestal) in om (al is het maar intuitief) de essentie te laten aanvoelen / begrijpen / aanvaarden ....... wat voor mij en wellicht anderen ook, hopelijk voldoende is

Alle begrip voor de deskundigen, chapeau !

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door vijv » ma 04 mei 2026, 15:02

Regor schreef: ma 04 mei 2026, 14:22 Vandaar dat ik (vroeger meer dan nu) vraag naar de essentie. 8-)
Maar men moet iets zeeeeer goed begrijpen voor me het eenvoudig / begrijpbaar kan uitleggen / overbrengen.
Klopt, maar sommige dingen zijn niet eenvoudig uit te leggen zonder de essentie te verliezen. Bij vereenvoudiging voor het uitleggen van wiskundige theorieën moet je je bedienen van metaforen. Deze hebben wel het nadeel dat ze niet de gehele nuance kunnen vatten.

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door Regor » ma 04 mei 2026, 14:28

@Vincent,

Misschien zou een topic over "Didactiek" nuttig zijn ...... maar ik voel mijzelf niet geroepen!
Iets voor U ?

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door Regor » ma 04 mei 2026, 14:22

Vandaar dat ik (vroeger meer dan nu) vraag naar de essentie. 8-)
Maar men moet iets zeeeeer goed begrijpen voor me het eenvoudig / begrijpbaar kan uitleggen / overbrengen.

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door Regor » ma 04 mei 2026, 14:20

Geen enkele uitleg is volledig waar .. en zelfs deze niet ! ;)

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door OOOVincentOOO » ma 04 mei 2026, 14:10

Om iets didactisch goed uit te leggen is een vak apart. Zo dient men stof uit te leggen dat het principe begrepen word. En natuurlijk rekening houden wat men weet aan voorkennis. En eventueel kort de voorkennis samen te vatten als inleiding.

Verteld men te veel onnodige details dan gaat de motivatie en essentie verloren (bijvoorbeeld te veel woorden zonder uitleg of complexe formules zonder context). Te weinig verteld raken de mogelijke toehoorders verveeld.
wnvl1 schreef: zo 03 mei 2026, 23:10 \(V(\phi) = \mu^2 \phi^\dagger \phi + \lambda (\phi^\dagger \phi)^2\)
Waarom schrijf/kies je deze formule zo ingewikkeld? Als ik chargpt hetvolgende vraag:
Natuurkunde vraag: "Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?" Leg dit uit in drie niveaus van moeilijkheid

Dan geeft hij bij niveau 3 de volgende notatie:
wnvl1 schreef: zo 03 mei 2026, 23:10 \(V(\phi) = \mu^2 \phi^2+ \lambda \phi^4\)
Met zulke details dient men dan ook rekening te houden. Ik begrijp de formule niet maar de laatste versie ziet beter verteerbaar uit. Deze formule is al erg diepgaand om deze te gebruiken, welke veel andere kennis benodigd. Dus krijgt men niet te veel vragen zodat men de gehele context en essentie verliest. Gevaar te veel details: 90% procent van de tijd proberen uit te leggen wat de formule/details is aan 2/20 mensen en de tijd gaat verloren de essentie uit te leggen.

Men dient een goede balans te hebben het niet onnodig ingewikkeld te maken. Ook opletten hoeveel en welke informatie men geeft: motiveren of mensen demotiveren (wat nog erger is, een potentieel talent welke afhaakt door slechte uitleg).

Ook didactisch er rekening mee houden dat iedereen op een andere manier leert. Dus de methode hoe jij/ik denken te leren hoeft niet gelijk te zijn voor iedereen.

Om iemand geïnteresseerd te maken zelf dingen uit te zoeken. Didactisch kan men ook er voor te kiezen te zeggen: "wil je weten wat de mexican hat is?" dat is een vergelijking die zo uitziet zoek hier en hier verder (link...). Je kunt er niet van uitgaan dat men weet wat een mexican hat is en kan tot speculatie leiden zonder uitleg.

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door vijv » ma 04 mei 2026, 08:59

Wiskunde an sich mag in het laatste middelbaar bij een sterk wiskundige richting geen probleem zijn. Maar ik heb in het middelbaar nooit het Lagrange formalisme gezien. En zoals je zelf aanhaalt is het HIggs mechanisme maar te begrijpen als je een basisnotie hebt van QFT.

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door wnvl1 » ma 04 mei 2026, 08:16

Dat is ook een mooie tekst op weer een iets ander niveau. Helemaal zonder wiskunde. Iets van wiskunde moet wel kunnen voor begaafde leerlingen lijkt mij. Ik heb vroeger zelf een richting gevolgd in het middelbaar met zo goed als geen wetenschappen, wel wiskunde. Ik heb op zich wat mezelf betreft weinig ervaring met fysica gekoppeld aan een beperkte wiskunde-kennis. Ten tijde van de Nobelprijs voor Englert, stonden in België de kranten vol van het Higgs veld en de Mexicaanse hoed. Ik kende toen wel al fysica, maar had mezelf toen nog niet verdiept in QFT. Er was toen ook nog geen AI. Voor mij was de uitleg die toen verscheen in de kranten helemaal niet duidelijk en riep tal van vragen op. Ik heb er wel heel lang over gedaan om gestart te kunnen raken met de basisbeginselen van QFT.

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door vijv » ma 04 mei 2026, 07:21

Wvnl1,

Volgens mij is je laatste poging nog te zwaar voor het middelbaar. Ik heb Copilot, aan de hand van jou laatste tekst, een poging laten doen:

In de deeltjesfysica is er een theorie die het Standaardmodel heet. Die legt uit waaruit alles in het heelal is opgebouwd. Volgens dit model krijgen de kleinste deeltjes, zoals elektronen en quarks, hun massa door contact met een onzichtbaar veld dat overal aanwezig is: het Higgs‑veld. De meeste deeltjes worden zwaar omdat ze met dit Higgs‑veld in wisselwerking staan.

Het Higgs‑deeltje zelf is bijzonder, want het krijgt zijn massa niet van een ander veld, maar van het Higgs‑veld zelf. Om dit te beschrijven gebruiken natuurkundigen wiskunde. Ze beschrijven de energie van het Higgs‑veld met een formule die de Lagrangiaan heet. Een belangrijk onderdeel daarvan is de potentiaal, die je kan voorstellen als een vorm die lijkt op een Mexicaanse hoed. Het laagste punt van die hoed is niet in het midden, maar ergens op de rand.

Dat betekent dat het Higgs‑veld uit zichzelf een bepaalde waarde kiest die niet nul is. Dit heet spontane symmetriebreking. De gekozen waarde van het veld noemen we de vacuümwaarde. Als we dan kijken naar kleine trillingen van het veld rond deze waarde, ontstaan er deeltjes. Zo’n trilling van het Higgs‑veld is het Higgs‑boson. Hoe zwaar dit deeltje is, hangt af van hoe steil of krom de “hoed” is op die plek. Hoe sterker het veld met zichzelf wisselwerkt, hoe groter de massa van het Higgs‑deeltje.

Andere deeltjes krijgen hun massa op een andere manier. De zogeheten krachtdeeltjes, zoals de W‑ en Z‑bosonen, worden zwaar door het Higgs‑mechanisme. Ze “slorpen” als het ware andere deeltjes op en krijgen zo massa. De materiedeeltjes, zoals elektronen en quarks, krijgen massa doordat ze sterker of zwakker aan het Higgs‑veld gekoppeld zijn.

Het Higgs‑boson is dus uniek: zijn massa komt niet van een koppeling met iets anders, maar uit de eigenschappen van zijn eigen veld. Experimenten bij CERN hebben gemeten dat het Higgs‑boson een massa heeft van ongeveer 125 GeV/c². Met die meting kunnen natuurkundigen beter begrijpen hoe sterk het Higgs‑veld met zichzelf gekoppeld is.

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door wnvl1 » zo 03 mei 2026, 23:10

Onderstaande is beter voor het middelbaar. :)


---------------------------------------------------------

In het Standaardmodel van de deeltjesfysica krijgen elementaire deeltjes zoals elektronen en quarks massa door hun interactie met een onzichtbaar veld dat overal in het heelal aanwezig is: het Higgs-veld. De meeste deeltjes ontlenen hun massa aan een externe koppeling met dit veld, maar het Higgs-boson zelf is anders: zijn massa vindt zijn oorsprong in de zelfinteractie van het veld. Om dit te begrijpen gebruiken natuurkundigen een wiskundige functie, de Lagrangiaan, die de energie-inhoud van het Higgs-veld beschrijft. Een belangrijk deel van deze Lagrangiaan is de potentiaal \(V(\phi)\), die de vorm heeft van een Mexicaanse hoed: \(V(\phi) = \mu^2 \phi^\dagger \phi + \lambda (\phi^\dagger \phi)^2\). Wanneer de parameter \(\mu^2\) negatief is en de zelfkoppelingsconstante \(\lambda\) positief, ligt de laagste energietoestand (het vacuüm) niet bij een veldwaarde nul. In plaats daarvan treedt spontane symmetriebreking op: het veld kiest uit zichzelf een waarde verschillend van nul, namelijk een punt op de rand van de hoed. Die gekozen veldwaarde in de grondtoestand noemen we de vacuümverwachtingswaarde \(v\), gegeven door \(v = \sqrt{-\mu^2 / \lambda}\).

Om de massa van het Higgs-boson te vinden, kijken we naar kleine verstoringen rond dit nieuwe minimum. We voeren een kwantummechanische expansie uit: we ontwikkelen het veld rond de vacuümverwachtingswaarde en bestuderen de trillingen die daarbij ontstaan. De massa van het Higgs-boson, ook wel de fysische massa genoemd, wordt bepaald door de kromming van de potentiaal in het minimum. Deze massa \(m_H\) is rechtstreeks uit te drukken in de parameters van de theorie: \(m_H = \sqrt{-2\mu^2} = \sqrt{2\lambda v^2}\). De zelfkoppelingsconstante \(\lambda\) bepaalt dus hoe zwaar het Higgs-deeltje is: hoe sterker het veld aan zichzelf koppelt, hoe groter de massa van het bijbehorende boson.

Andere fundamentele deeltjes krijgen hun massa op een andere manier. De ijkbosonen (zoals de W- en Z-bosonen) worden zwaar door het Brout-Englert-Higgs-mechanisme: ze absorberen de zogenaamde Goldstone-bosonen die ontstaan bij spontane symmetriebreking, en verkrijgen zo een fysische massa. Fermionen zoals elektronen en quarks daarentegen krijgen massa via Yukawa-koppelingen: een soort 'plakfactor' die aangeeft hoe sterk een fermion aan het Higgs-veld gekoppeld is. Het Higgs-boson is dus uniek omdat zijn massa niet afkomstig is van een externe koppeling, maar van de eigen kromming van zijn potentiaal. Experimentele metingen bij CERN hebben de fysische massa van het Higgs-boson bepaald op ongeveer \(125 \text{ GeV}/c^2\), wat binnen het Standaardmodel een nauwkeurige berekening van de zelfkoppelingsconstante \(\lambda\) mogelijk maakt.

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door wnvl1 » zo 03 mei 2026, 22:02

OOOVincentOOO schreef: zo 03 mei 2026, 11:03 Volgens mij heeft de AI oude gesprekken gecached van WNVL want zijn laatste bericht ziet er net zo uit als hij gewoonlijk post met AI.
Leuk dat je dat schrijft. Die eerste posts kwamen zoals gezegd van chatgpt. Die laatste was gebaseerd op gemini. Dat betekent dat ze beiden de stijl die ik wil gebruiken.

Ik was dit weekend zonder pc, dus ik moet het antwoord voor het middelbaar zelf nog wat herwerken.

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door OOOVincentOOO » zo 03 mei 2026, 11:03

wnvl1 schreef: zo 03 mei 2026, 07:48 Deze is wel goed vind ik. Net uitlegbaar voor het laatste middelbaar.

Inderdaad ik voel mij ook steeds dommer. Is dat inderdaad niveau voor middelbaar? Met complexe formules en woorden? Is dat echt middelbaar niveau? Aan wat heeft WNVL dat getoetst?

spontane symmetriebreking
Lagrangiaan
zelfkoppelingsconstante
vacuümverwachtingswaarde
wantummechanisch expanderen
Brout-Englert-Higgs-mechanism
fysische massa
Yukawa-koppelingen

Verder had voorgesteld aan AI te vragen het uit te leggen op drie niveaus van moeilijkheid. Niet op absolute niveaus. Wellicht had men dat verkeerd begrepen. Deze verschillen per land trouwens. Absolute niveaus vind ik niet slim om te vragen aan AI.

Volgens mij heeft de AI oude gesprekken gecached van WNVL want zijn laatste bericht ziet er net zo uit als hij gewoonlijk post met AI.

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door Regor » zo 03 mei 2026, 10:56

@wnvl1,

Als dat het "huidige" niveau van eind middelbaar is ......voel ik mij nog veel dommer dan ik dacht ! :oops:

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door wnvl1 » zo 03 mei 2026, 07:48

Deze is wel goed vind ik. Net uitlegbaar voor het laatste middelbaar.

In het Standaardmodel van de deeltjesfysica wordt de massa van het Higgs-boson verklaard door de dynamiek van het Higgs-veld en het proces van spontane symmetriebreking. In tegenstelling tot fermionen en ijkbosonen, die hun massa ontlenen aan externe koppelingen met dit veld, vindt de massa van het Higgs-boson zijn oorsprong in de zelfinteractie van het veld.

De theoretische basis hiervan ligt in de Lagrangiaan van het Higgs-veld \(\phi\), waarbij de potentiaal \(V(\phi)\) de karakteristieke vorm van een 'Mexicaanse hoed' aanneemt:

$$ V(\phi) = \mu^2 \phi^\dagger \phi + \lambda (\phi^\dagger \phi)^2 $$

Wanneer de parameter \(\mu^2\) negatief is en de zelfkoppelingsconstante \(\lambda\) positief, bevindt de energetische grondtoestand van het universum zich niet bij een veldwaarde van nul. In plaats daarvan ontstaat er een vacuümverwachtingswaarde (\(v\)), gedefinieerd als:

$$ v = \sqrt{\frac{-\mu^2}{\lambda}} $$

Bij het optreden van spontane symmetriebreking "kiest" het veld een specifiek punt in dit minimum. Wanneer we het veld kwantummechanisch expanderen rond dit nieuwe vacuüm, verschijnt er een massieve excitatie die we identificeren als het Higgs-boson. De fysische massa van dit boson, \(m_H\), wordt bepaald door de kromming van de potentiaal in het minimum en kan als volgt worden uitgedrukt:

$$ m_H = \sqrt{-2\mu^2} = \sqrt{2\lambda v^2} $$

Terwijl andere fundamentele deeltjes massa verkrijgen via Yukawa-koppelingen of door het absorberen van Goldstone-bosonen (het Brout-Englert-Higgs-mechanisme), is de massa van het Higgs-boson dus een direct gevolg van de kromming van zijn eigen potentiaalveld. Experimentele metingen bij het CERN hebben deze massa vastgesteld op ongeveer \(125 \text{ GeV}/c^2\), wat ons in staat stelt om de waarde van de zelfkoppelingsconstante \(\lambda\) binnen het Standaardmodel nauwkeurig te berekenen.

Re: Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

door vijv » za 02 mei 2026, 22:07

wnvl1 schreef: za 02 mei 2026, 21:38 Ja, die uitleg voor het middelbaar deugt niet. Ik zal met een andere komen.
Dat heb ik ook voor met AI. Wil je een goede tekst dan moet je deze een paar keer laten herschijven tot hij uitdrukt wat jij wil en niet andersom :)