Higgs en donkere materie

[always]

De ontdekking van het Higgs boson behoort tot het standaardmodel. Het Higgsveld zou dan bestaan uit 'rimpels' die de bosonen moeten voorstellen. De donkere materie valt juist buiten dat standaardmodel. Maar is duidelijk in hoeverre dat hele Higgsveld voor welke waarde een massa vormt? Met andere woorden is het Higgsveld een potentiele kandidaat voor de donkere materie? Of, wie weet, voor de donkere energie?

[sensor]

De vragen over het higgsveld en de relatie tot donkere materie gaan de komende weken verklaard worden door de LHC na de nieuwe start.
Voor de verklaring van het verkrijgen van massa via het Higgsveld hebben we het standaardmodel van de deeltjes nodig. Voor de verklaring van de mogelijke kandidaten voor donkere materie is er een uitbreiding op dit standaard model en donkere energie wordt verklaard door het standaard kosmologie model. Voor het antwoord hebben we alle natuurkundige kennis nodig  zoals we nu weten.

higgs 1161 keer bekeken

Maar first things first waarom was er een Higgs boson nodig? Er was iets vreemds aan de hand met de radioactieve Beta straling, in de atoom kern wordt een neutron omgezet in een proton, dit is mogelijk omdat het proton lichter is. Protonen en neutronen bestaan uit quarks en een down quark wordt omgezet in een up quark. Tevens wordt er een neutrino en een elektron uitgezonden.

beta 1161 keer bekeken

Alle krachten in de natuur worden veroorzaakt door bosonen en dus ook de beta straling of verval. Er wordt een W boson geproduceerd en deze vervalt weer in de genoemde neutrino en elektron.

boson 1161 keer bekeken

Het probleem is echter dat het W boson een bijzonder zwaar deeltje is in termen van energie namelijk 85 keer zo zwaar dan het neutron. Hoe kan dit?
Dit wordt geregeld door het Higgsveld dit verhaal wordt dus vervolgd. Ik kan alvast verklappen dat het potentiaal van het higgsveld de vorm heeft van een mexicaanse hoed en in deze vorm ligt de oplossing.

[always]

@sensor

ik dacht dat een boson een elementair deeltje was en niet verder uiteen kan vallen. Maar bij valt het toch uiteen in een neutrino en elektron. Hoe kan dat?

[sensor]

Bosonen in het algemeen vormen een brede familie met fotonen W⁺ en Z maar bijvoorbeeld ook het he-4 atoom ofwel alfa deeltje. Sommige bosonen zoals het foton zijn elementair andere niet. Het feit dat het Higgs boson uit een kan vallen is niet zo bijzonder maar wel handig in deeltjes versnellers.

[anusthesist]

Ik ben een volledige leek op dit gebied, maar Susskind stelt dat donkere materie waarschijnlijk bestaat uit allemaal deeltjes die we tot op heden gewoon nog niet ontdekt hebben. Lijkt me een plausibele verklaring. Speculeren over welke deeltjes dit zijn is dan toch niet zo heel interessant? Higgs-bosonen of gravitonen of (vul maar zelf in); het blijft donkere materie waarmee we het gedrag van het universum op grote schaal kunnen verklaren.

Of is het heel baanbrekend als je weet welke deeltjes verantwoordelijk zijn voor de donkere materie? Welke consequenties heeft dit?

[sensor]

Het idee van preonen ofwel rishonen is op zich leuk maar uit metingen blijkt dat quarks niet uit kleinere deeltjes bestaan :
http://www.astroblogs.nl/2010/10/25/cms-laat-zien-dat-quarks-geen-substructuur-hebben/
 
Vooralsnog voegt het idee van deze sub quark deeltjes nog niet zo veel toe. Bovendien is het Higgs deeltje een mooie verklaring voor de massa van elementaire deeltjes. Het idee van deze massa verwerving is eigenlijk heel simpel. Het higgs veld is een potentiaal veld en zorgt er voor dat de de bosonen gaan oscilleren (heen en weer bewegen) door het potentiaalveld. Dit lijkt een beetje op een massa veer systeem en dit geeft het effect dat bosonen massa voelen en verklaart waarom de W deeltjes zo zwaar zijn.
 
Donkere materie kan verklaard worden met een dubbel Higgsveld en dan komen we vanzelf op de zgn susy theorie met zware superpartner deeltjes. We hebben al een Higgs deeltje en met een kleine uitbreiding hebben we de donkere materie.

[always]

In hoeverre kunnen virtuele deeltjes donkere materie vormen? of bestaan ze daar te kort voor? Of bestaan ze alleen mathematisch?

[physicalattraction]

Opmerking moderator

Alle berichten over rishonen zijn verwijderd. Om te discussiëren over Harari's rishonenmodel, verwijzen we naar de daarvoor aangemaakte topic.

[Denkertje70]

Het idee van preonen ofwel rishonen is op zich leuk maar uit metingen blijkt dat quarks niet uit kleinere deeltjes bestaan :
http://www.astroblogs.nl/2010/10/25/cms-laat-zien-dat-quarks-geen-substructuur-hebben/

Uitgaande dat subquark-deeltjes over massa zouden beschikken kom je snel tot deze conclusie, maar wat als deze niet over een massa beschikken. Hoe gaan we dan deze deeltjes waarnemen?
Uit het bijgevoegde artikel in jou link kan ik alleen maar concluderen dat als er subquark-deeltjes zouden bestaan, dat deze massaloos zijn en heel waarschijnlijk niet waar te nemen zijn rechtstreeks.

Ik zou daardoor een subquark-theorie niet zomaar afschieten.
 

Vooralsnog voegt het idee van deze sub quark deeltjes nog niet zo veel toe.

Ik zou eens zeggen, snel een subquark-theorie bestuderen, dan komen we hier later nog wel op terug.
 

Donkere materie kan verklaard worden met een dubbel Higgsveld

Donkere materie KAN verklaar worden op verschillende manieren, daarom wil dit niet zeggen dat de huidige de enige juiste verklaring is.

HV

[sensor]

CMS kan ook neutrino's aantonen (weinig of geen massa). Of sub quarks deeltjes een massa hebben is niet zo van belang. De vraag is of er op welke wijze dan ook een spoor te vinden is van preonen of rishonen en het antwoord daarop is simpelweg nee. Het is natuurlijk mooie speculatie maar laten we eerst proberen wat meer te begrijpen van het Higgs deeltje. 

[Denkertje70]

CMS kan ook neutrino's aantonen (weinig of geen massa).

Neutrino’s hebben een massa, die heel laag is, ikzelf heb ze berekend op ± 400 eV/c2 (maar daar is tekst en uitleg bij).

 

Of sub quarks deeltjes een massa hebben is niet zo van belang.

Niet met je eens, massa bestaat uit energie. Als je deze massa volledig omzet naar energie, wat hou je dan over... “cosmic energy”? Misschien een idee voor de huidige theoretische wetenschap om eens energie te quantificeren tot pakketjes/deeltje? Dan kom je snel op een subquark-theorie zoals de QS.

 

De vraag is of er op welke wijze dan ook een spoor te vinden is van preonen of rishonen en het antwoord daarop is simpelweg nee.

Dat is een vraag die ik mij dikwijls stel, zit de huidige wetenschap op de grens van het waarnemen van (massa)deeltjes? Is het mogelijk op één of andere manier rechtstreeks massaloze deeltjes waar te nemen? Hoe gaan we deze onrechtstreeks kunnen afleiden? Tijdlijk blijft dit bij een hypothetische/wiskundige constructie die heel interessante uitgangspunten heeft.

 

Het is natuurlijk mooie speculatie maar laten we eerst proberen wat meer te begrijpen van het Higgs deeltje.

Volledig met u eens!… in afwachting van…

HV

[descheleschilder]

Er is een manier om sporen van sub-elektronen (zoals rishonen) te vinden, namelijk door aan te tonen dat elektronen niet puntvormig zijn. Dit impliceert dan dat ook quarks niet puntvormig zijn, maar uit sub-quarks bestaan. Ik denk dat de ultieme basiselementen van materie sowieso niet puntvormig zijn (zoals sub-quarks en -elektronen), maar dat zullen we niet kunnen meten (daarvoor zijn ze te klein), maar alleen kunnen beredeneren.

[JorisL]

Er is een manier om sporen van sub elektronen (zoals rishonen) te vinden, namelijk door aan te tonen dat het niet puntvormig is.

 
Hoezo? Kan je me zeggen waarom een elementair deeltje puntvormig moet zijn?
Wat dan als de aanname van snaartheorie klopt, moeten we dan op zoek naar nog kleinere deeltjes die de snaar opbouwen?

[physicalattraction]

Een elementair deeltje heeft per definitie geen interne structuur, en dus ook geen gedefinieerde vorm of afmetingen.

[sensor]

Er is op dit moment geen aanwijzing dat er sub quark of sub elektronen bestaan. Strings zullen we nooit rechtstreeks kunnen aantonen. We zouden hiervoor een versneller zoals de LHC moeten hebben die zo groot zou moeten zijn als het zonnestelsel met bijvoorbeeld de zon als energiebron.
 
We zullen voor experimenten met de snaartheorie moeten kijken naar aanwijzingen in de kosmologie of afgeleide experimenten.
 
Er zijn wel aanwijzingen voor het bestaan van susy deeltjes en met de opgevoerde LHC zou het zo maar kunnen dat we binnenkort susy deeltjes kunnen aantonen. Juist de ontdekking van het Higgs deeltje is hiervoor een goed uitgangspunt omdat het Higgsveld susy deeltjes mogelijk maakt.