Hoe komt het Higgs scalar boson aan zijn massa ?

[Regor]

In het standaard model van elementaire deeltjes ziet men dat de massa van het Higss scalar Boson een massa heeft van 125,09 GeV/c^2
Het Higgs boson veld zou overal aanwezig zijn in het universum en de oorzaak zijn dat deeltjes of gehelen ......... massa hebben.

1. Hoe kan het dan dat het Higgs deeltje zelf massa heeft ..... geeft hij dan massa aan zichzelf ?
2.De beweging in "Stroop " is bij mijn weten al wetenschappelijk afgevoerd .. klopt dat ?
Want bij "stroop" weerstand heeft men een relatieve "beweging" nodig .... maar massa en Higgs veld zijn toch statisch ?
3. Blijkbaar ziet de wetenschap het Higgs boson mogelijks gewoon een nieuw elementair deeltje is ..... dat niets met massa
te maken heeft....... klopt dat ?
4. Blijkbaar kan een Higgs boson vervallen in 2 fotonen ........ is het Higgs deeltje dan niet stabiel ?
5. Kunnen twee fotonen (met de gepaste energie) dan een Higgs deeltje vormen ?

[Regor]

Het standaard model:

[flappelap]

Het higgsveld en deeltje zijn 2 verschillende fenomenen: het higgsdeeltje is een excitatie van het higgsveld zoals het foton een excitatie is van het elektromagnetische kwantumveld. En het higgsveld ondergaat een zelfinteractie (net als zwaartekracht), waardoor het higgsdeeltje massa krijgt.

[flappelap]

5. Ja, behoudswetten staan dit toe. Alleen is het higgsdeeltje uiterst instabiel.

[wnvl1]

De startpunt is de Lagrangiaan van het Higgsveld:

\[
\mathcal{L} = |D_\mu \Phi|^2 - V(\Phi)
\]

waar de potentiaal gegeven wordt door:

\[
V(\Phi)=\mu^2|\Phi|^2+\lambda|\Phi|^4
\]

Omdat \(\mu^2 < 0\), heeft het systeem geen minimum bij nul maar een “Mexicaanse hoed”-vorm.

Het minimum van de potentiaal ligt bij een niet-nul vacuümverwachtingswaarde:

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

We herschrijven het veld rond dit vacuüm als:

\[
\Phi = \frac{1}{\sqrt{2}}(0,\, v + h(x))
\]

waar \(h(x)\) de fysieke Higgs-excitatie is.

Uit de uitbreiding van de potentiaal rond het minimum volgt de Higgs-massa:

\[
m_h = \sqrt{2\lambda}\, v
\]

[Regor]

@Flappelap,

Dank U,
Enig idee van een antwoord / visie op vraag 2/3/4 ?

@wnvl1,

Dank U,
Hoe komt men aan de Lagrangiaan van het Higgsveld ?

[wnvl1]

De Higgs-Lagrangiaan is niet “afgeleid” uit een diepere theorie, maar gekozen als de eenvoudigste mogelijkheid die aan alle regels voldoet én werkt in de praktijk. Men legt een paar harde eisen op vanuit het Standaardmodel:

- Symmetrie moet behouden blijven (de elektroweak symmetrie mag niet expliciet kapotgemaakt worden)
- De theorie moet wiskundig consistent zijn (→ renormaliseerbaar, zodat berekeningen eindig blijven)
- Zo eenvoudig mogelijk blijven (geen onnodig ingewikkelde termen toevoegen)

Onze landgenoot Englert heeft op basis van die principes die Lagrangiaan geconstrueerd en dat leverde een Nobelprijs op een paar jaar geleden.

[flappelap]

2 Ik snap niet wat je bedoelt.
3 Het higgsboson "veroorzaakt" inderdaad niet de massa; dat doet (de vacuümverwachtingswaarde van) het higgsveld.
4 Nee, het is uiterst instabiel omdat het zo zwaar is en behoudswetten dicteren dat het naar allerlei lichtere deeltjes kan vervallen.

[Regor]

@wnvl1,

Dank, U,
Als de / een Lagrangiaan niet “afgeleid” is .... kan men er dan nog een ander maken voor nog een ander (vorlopig) hypothetisch deeltje .... vb van het graviton ?
Er blijkt nog twijfel te bestaan over de aard van, en de toegeschreven implicatie het Higgs deeltje.
Ik blijf er sceptisch over .... maar dat betekend niets !

[wnvl1]

2 Ik snap niet wat je bedoelt.

Regor verwijst naar de bekende metafoor van een object dat door stroop beweegt, om te illustreren hoe het Higgsveld massa aan elektronen toekent. Die vergelijking is echter niet perfect. Een andere gebruikte metafoor is die van een popster die door een zaal loopt en voortdurend door fans wordt omringd, waardoor die zich minder vlot kan voortbewegen.

Naar aanleiding van een boek van Strassler, had Carroll ooit een gesprek met hem over de beste metafoor.
Ik meen relatief in het begin van het gesprek.

[wnvl1]

@wnvl1,

Dank, U,
Als de / een Lagrangiaan niet “afgeleid” is .... kan men er dan nog een ander maken voor nog een ander (vorlopig) hypothetisch deeltje .... vb van het graviton ?
Er blijkt nog twijfel te bestaan over de aard van, en de toegeschreven implicatie het Higgs deeltje.
Ik blijf er sceptisch over .... maar dat betekend niets !

Men kan inderdaad een Lagrangiaan opstellen voor een hypothetisch deeltje, zoals het graviton. In dat geval vertrekt men van een massaloos deeltje met spin 2 en eist men dat de theorie Lorentz-invariant is en een bepaalde vorm van symmetrie respecteert. Als men die voorwaarden oplegt, komt men uit bij dezelfde structuur als de zwaartekrachttheorie uit de ART. Met de wiskundige uitwerking voor het graviton ben ik echter niet vertrouwd.

[vijv]

Er blijkt nog twijfel te bestaan over de aard van, en de toegeschreven implicatie het Higgs deeltje.

Kun je eens zeggen welke twijfel er dan is?

[Regor]

@vijv,

Zoals soms nogal gebeurt, bij en na het lezen van de bijgevoegde link.

https://www.nikhef.nl/news/atlas-experi ... ggs-boson/

[vijv]

In dat artikel lees ik enkel een bevestiging van het Higgs mechanisme

[flappelap]

Ik ook niet.