Springen naar inhoud

Higgs-veld, geen natuurkracht?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Rogier

    Rogier


  • >5k berichten
  • 5679 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 april 2009 - 13:32

Gisteren de lezing "Higgs; massa verklaard?" in het Science Cafe Nijmegen bijgewoond. Daar begreep ik onder andere uit dat het Higgs-veld verondersteld wordt verantwoordelijk te zijn voor de traagheid van massa.

Nu vraag ik me af, als het Higgs deeltje inderdaad wordt gevonden (en daarmee het bestaan van het Higgs-veld aangetoond), is die traagheid van massa dan niet een soort fundamentele natuurkracht, net zoals de aantrekking tussen massa (zwaartekracht) dat ook is?
In theory, there's no difference between theory and practice. In practice, there is.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 april 2009 - 14:48

Het antwoord is nee. Misschien kan je uitleggen waarom je denkt dat het wel zo is, dan kan een meer specifiek antwoord volgen. Ik bedoel: het bestaan van het Diracveld is ook aangetoond, maar dat betekent niet dat elektronen een soort fundamentele kracht propageren.

#3

Rogier

    Rogier


  • >5k berichten
  • 5679 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 april 2009 - 16:11

Ik heb geen flauw benul wat het criterium is om "iets" een fundamentele natuurkracht te noemen. Maar de overeenkomsten die ik met de vier bekende natuurkrachten zie is (voor zover ik begrijp, maar misschien zie ik dit helemaal fout) dat de traagheid van massa kennelijk wordt "gedragen" door het Higgs deeltje, en het Higgs deeltje is in feite een golf in het Higgs-veld.

Dat lijkt toch op bijvoorbeeld electromagnetisme dat wordt gedragen door fotonen, waarbij een foton in feite een golf in het EM-veld is? Of de hypothetische graviton die de aantrekking tussen massa (ook een natuurkracht) draagt en een trilling in het zwaartekrachtveld is?

Maar ik weet hier niet zoveel van, dus ik geloof je zo dat ik er compleet naast zit. Hoe noemen we het dan, als zo'n Higgs-veld respectievelijk -boson geen normale materie is en ook geen kracht(-dragend deeltje) ?
In theory, there's no difference between theory and practice. In practice, there is.

#4

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 24 april 2009 - 00:05

OK, bedankt voor de verduidelijking. Wat is een kwantumveldtheorie? We hebben een (klassiek) veld, bijvoorbeeld het elektromagnetische veld LaTeX , of het Diracveld (dit veld beschrijft het elektron) LaTeX . Kwantiseer dit veld, en je krijgt te maken met 'deeltjes' (het foton, het elektron, het Higgs deeltje). Dit is, als ik je goed begrijp, wat jij 'een golf' noemt. Je komt dit tegen voor elk veld dat kwantummechanisch wordt behandeld: voor een veld dat aan de basis ligt van een kracht, voor een veld dat aan de basis ligt van materie, voor het veld u(x) dat de uitwijking van een snaar beschrijft,...

Het Higgs veld is ook zo'n veld. Het koppelt met de deeltjes, en door de spontane symmetriebreking van het veld ontstaat massa van de deeltjes die aan het veld gekoppeld zijn. De achterliggende vraag is misschien: waarom, als het Higgs veld koppelt aan de andere velden, wordt dit niet als kracht gerekend, terwijl andere interacties wel als kracht tellen? Om eerlijk te zijn, ik ben niet zeker. Ik denk dat de reden is dat op lage energie (waar het Higgsveld gecondenseerd is), het Higgs deeltje bijna (?) niet interageert met de andere deeltjes. Misschien is het ook meer een kwestie van namen dan van fysica. Als iemand meer ervaren met deze dingen me kan corrigeren is dat zeer welkom.

#5

Rogier

    Rogier


  • >5k berichten
  • 5679 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 april 2009 - 00:46

Iemand anders misschien nog commenteer op de vraag wanneer we iets een natuurkracht noemen?
Zijn daar criteria voor of is dat gewoon een afspraak?
In theory, there's no difference between theory and practice. In practice, there is.

#6

kotje

    kotje


  • >1k berichten
  • 3330 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 27 april 2009 - 07:53

Iemand anders misschien nog commenteer op de vraag wanneer we iets een natuurkracht noemen?
Zijn daar criteria voor of is dat gewoon een afspraak?


Volgens het standaardmodel(zie http://nl.wikipedia...._deeltjesfysica) bestaat de materie uit fermionen(halftalige spin) en bosonen(heeltalige spin).Fermionen vormen de materie en bosonen zijn boodschappersdeeltjes die de natuurkrachten overbrengen. Fotonen voor de electromagnetische kracht, gluonen voor de sterke kracht, W en Z deeltjes voor de electrozwakke kracht en gravitonen(nog niet ontdekt) voor de gravitatie kracht.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

#7

da_doc

    da_doc


  • >250 berichten
  • 308 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 april 2009 - 08:57

Het Higgsveld is vooralsnog een wiskundige truc, als ik het even respectloos mag zeggen. Het is gepostuleerd om een theorie met massa's >0 te krijgen. Een deus-ex-machina deeltje dus. Als het Higgs deeltje de komende 10 of 20 jaar niet gevonden gaat worden, wat dan? Die symmetriebreking is ook een beetje vreemd: de wereld zoals wij die kennen is een gebroken versie van iets "hogers" dat als zodanig niet bestaat ...

#8

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 27 april 2009 - 09:26

Symmetriebreking is een fenomeen dat goed gekend is uit de vaste stof fysica. Het is onder andere aanwezig in supergeleiders. Dat 'vreemd' noemen vind ik een beetje vreemd.

#9

da_doc

    da_doc


  • >250 berichten
  • 308 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 april 2009 - 09:58

Ja, ik ken het ook uit de vaste stof fysica.

Het is "vreemd" omdat de feitelijke situatie "gebroken" is tov een platonische situatie die niet bestaat.

Als je dit een leuk onderwerp vindt, dan moet je hier eens kijken:

http://xxx.lanl.gov/...ond-mat/9805152

Veranderd door da_doc, 27 april 2009 - 10:02


#10

kotje

    kotje


  • >1k berichten
  • 3330 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 27 april 2009 - 10:42

Wat ik weet uit de relativistische quantummechanica wil ik hier ook wel kwijt.

Men neemt aan dat ruimtevullende velden bestaan uit deeltjes. Electromagnetische velden bestaan uit fotonen, het gravitatieveld bestaat uit gravitonen, de velden van de sterke kracht zijn opgebouwd uit gluonen en deze van zwakke kracht uit Z en W deeltjes dan hebben we ook nog het Higgs veld opgebouwd uit Higgsdeeltjes.
Bij hoge temperatuur (bv net na de oerknal) schommelden de velden heftig op en neer maar was de gemiddelde waarde
van de meeste velden nul uitgenomen van het Higgs veld waarvan de gemiddelde waarde boven nul lag. Na een zekere afkoeling van het heelal werden de meeste velden nul uitgenomen het Higgs veld waarvan de waarde door gans het heelal uitkristaliseerde tot niet nul (symmetriebreking: zoals water(meer symmetrie) ijs(minder symmetrie) wordt).
De elementaire deeltjes van de standaardtheorie hebben massa nul maar krijgen nu door hun actie met de Higgs zee, die gans het heelal vult, massa. Er zijn natuurlijk ook deeltjes die massa nul hebben omdat ze het door het Higgs veld doordrongen heelal niet voelen (fotonen,gravitonen,gluonen,...)
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

#11

Math-E-Mad-X

    Math-E-Mad-X


  • >1k berichten
  • 2383 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 mei 2009 - 15:09

Het Higgsveld is vooralsnog een wiskundige truc, als ik het even respectloos mag zeggen. Het is gepostuleerd om een theorie met massa's >0 te krijgen. Een deus-ex-machina deeltje dus. Als het Higgs deeltje de komende 10 of 20 jaar niet gevonden gaat worden, wat dan? Die symmetriebreking is ook een beetje vreemd: de wereld zoals wij die kennen is een gebroken versie van iets "hogers" dat als zodanig niet bestaat ...

Mooi gezegd! ;)
while(true){ Thread.sleep(60*1000/180); bang_bassdrum(); }

#12

snmsee

    snmsee


  • >25 berichten
  • 48 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 07 mei 2009 - 21:42

Het antwoord is nee. Misschien kan je uitleggen waarom je denkt dat het wel zo is, dan kan een meer specifiek antwoord volgen. Ik bedoel: het bestaan van het Diracveld is ook aangetoond, maar dat betekent niet dat elektronen een soort fundamentele kracht propageren.

Inprinciepe is het Higgs-deeltje een Boson, het heeft immers een heel-tallige spin, of voldoet aan Einsten-Bosen statistiek. Dus ja, wat voor veld is het nu eigenlijk?

Het Higgsveld is vooralsnog een wiskundige truc, als ik het even respectloos mag zeggen. Het is gepostuleerd om een theorie met massa's >0 te krijgen.

Ja, maar dat zijn wel meerdere dingen in de natuurwetenschap. Wat dacht je van path-integralen en Feynman diagrammen of Hamitonian principle. En toen Dirac de relativistische quantum-mechanica bedacht, was de negatieve energie als uitkomst van z'n vergelijkingen ook een wiskundig foefje.

Verder nog een aardige quote:
"If you pump enough energy into the Higgs field, you create independent Higgs particles and liberate ordinary particles to act as though they had no mass at all. The distinction between electrons and electron neutrinos goes away. In short, the weak force begins to behave
much like electromagnetism."

; dat pompen zou dus moeten gebeuren bij zo'n proton/anti-proton botsing in de LHC.

Veranderd door snmsee, 07 mei 2009 - 21:45


#13

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 11 mei 2009 - 13:46

Inprinciepe is het Higgs-deeltje een Boson, het heeft immers een heel-tallige spin, of voldoet aan Einsten-Bosen statistiek. Dus ja, wat voor veld is het nu eigenlijk?

Zoals ik het zie, is er geen fundamentele definitie van 'kracht'veld versus 'materie'veld. Ik bedoel bijvoorbeeld dat een elektron ook 'kracht' uitoefent op een foton (compton scattering). Vandaar de opmerking dat het misschien meer een kwestie van naamgeving is dan van fysica. Het zijn begrippen die enkel nog een fenomenologische rol spelen: materiedeeltjes zijn deeltjes die (in dezelfde klasse vallen als deeltjes die) de bouwstenen vormen voor de materialen, terwijl krachtdeeltjes deeltjes zijn die koppelen aan deze deeltjes, zodat er een kracht ontstaat tussen de materiedeeltjes. Op lage energie kan je het Higgsveld niet echt bij ťťn van deze definities plaatsen.

Kortom ik kan op je vraag enkel antwoorden: het is een massief scalair (dus bosonisch) veld.

#14

Rudeoffline

    Rudeoffline


  • >250 berichten
  • 624 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 mei 2009 - 15:34

Misschien helpt het volgende: volgens mij worden krachten in het standaardmodel overgebracht door bosonen, omdat ze volgen door je afgeleides in je ijktheorie te "covariantiseren", en afgeleides zijn per definitie Lorentzvectoren; hier volgt dan uit dat je ijkveld ook een Lorentzvector is, met spin 1. Dit vertaalt zich in representatietheorie als dat het veld zich in de (1/2,1/2) representatie van je Lorentzgroep zit. Je koppelt deze velden aan stromen J, wat ook Lorentzvectoren zijn.

Zwaartekracht koppelt echter aan de energie-impuls tensor T, en dit is een 2e orde tensor. Hiervoor heb je dus ook een 2e orde tensorveld nodig; dit blijkt je metriek te zijn, en uit representatietheorie kun je beargumenteren dat dit veld spin 2 heeft. (zo uit mijn hoofd is dit (2,0)+(0,0), maar dat zou ik expliciet moeten nakijken)

Echter, het Higgsboson is dan wel een boson, maar het betekent niet dat het dan ook automatisch een ijkveld is. Daarom is er geen reden om te geloven dat het een kracht overbrengt.

Veranderd door Rudeoffline, 11 mei 2009 - 15:35


#15

eendavid

    eendavid


  • >1k berichten
  • 3751 berichten
  • VIP

Geplaatst op 11 mei 2009 - 15:50

Ik begrijp je besluit niet. Ik bedoel: kijk naar de lagrangiaan. Daar staan al termen die het koppelen van het Higgsveld aan het deeltje onder beschouwing uitdrukken. Zeg je nu: ik kan dit niet interpreteren als een ijkveld, dus het is geen kracht? De standaardvisie is dat het een wonderlijk gegeven is dat het locaal covariant maken van je theorie tot de correcte interactietermen leidt, niet andersom: dat deze vaststelling het begrip kracht definieert.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures