Ein Bild aus Politik, Festkörpern und den Higgs-Teilchen
Von David Miller, Department of Physics and Astronomy, University College, London, UK.
1. Der Higgs-Mechanismus
Stellen sie sich eine Cocktail-Party von Mitarbeitern einer politischen Partei vor, die gleichmäßig in einem Saal verteilt sind und sich alle mit ihrem nächsten Nachbarn unterhalten.
Die ehemalige Premierministerin kommt herein und durchquert den Raum. Alle Mitarbeiter in ihrer Umgebung werden stark von ihr "angezogen" und scharen sich um sie herum. Während sie sich bewegt, zieht sie die Personen an, denen sie nahe kommt, wogegen diejenigen, von denen sie sich entfernt, sich wieder gleichmäßig im Raum verteilen. Aufgrund der Menschentraube (Traube: engl. Cluster) um sie herum besitzt sie eine größere Masse als normal. Deswegen hat sie während der Bewegung durch den Raum eine größere kinetische Energie bei gleicher Geschwindigkeit. Einmal in Bewegung ist sie nur schwer zu stoppen, und einmal in Ruhe ist sie nur schwer in Bewegung zu versetzen, weil die Traubenbildung um sie herum neu beginnen muss.
Das Ganze in drei Dimensionen betrachtet und unter Berücksichtigung der Relativitätstheorie - ist der Higgs-Mechanismus.
Um Teilchen Masse zu geben wird ein Hintergrund-Feld eingeführt, das lokal gestört wird, jedesmal wenn sich ein Teilchen hindurchbewegt. Die Störung - d.h. die Cluster-Bildung des Feldes um das Teilchen - erzeugt die Masse des Teilchens. Die Idee entstammt der Festkörperphysik. Anstelle eines Feldes, dass sich im unendlichen Raum ausbreitet, enthält ein Festkörper ein Gitter aus positiv geladenen Atomen. Bewegt sich ein Elektron durch das Gitter, werden die Atome davon angezogen und erhöhen damit die effektive Masse des Elektrons gegenüber einem freien Elekton auf das 40-fache (indem es so träge wird wie ein 40-mal schwereres). Das postulierte Higgs-Feld ist eine Art hypothetisches Gitter, welches unser Universum ausfüllt. Wir brauchen es, um zu erklären, warum die W- und Z-Teilchen, die die schwache Wechselwirkung vermitteln, so schwer sind, während das Photon aber, das die elektromagnetische Wechselwirkung vermittelt, masselos ist.
2. Das Higgs-Boson
Stellen sie sich nun vor, wie sich ein Gerücht durch den Raum der gleichmäßig verteilten Politikern ausbreitet. Diejenigen in der Nähe der Tür hören zuerst davon und bilden Trauben, um Genaueres zu erfahren. Dann drehen sie sich um und treten näher an ihre nächsten Nachbarn heran, die auch etwas darüber erfahren wollen. Eine Wellefront kleiner Menschentrauben wandert durch den Raum. Sie kann sich bis in alle Ecken ausbreiten oder es bildet sich ein Bündel, dass die Neuigkeiten entlang einer Linie aus Politikern von der Tür zu einem Würdenträger auf der anderen Seite des Raums trägt. Da die Information von einer Menschentraube transportiert wird und da es die Traubenbildung war, die der ehemaligen Premierministerin eine zusätzliche Masse verlieh, haben auch die Gerüchte verbreitenden Menschentrauben eine Masse. Das Higgs-Boson soll genau eine solche Traube im Higgs-Feld sein. Es würde uns wesentlich leichter fallen, an die Existenz des Higgs-Feldes und die Richtigkeit des Higgs-Mechanismus zu glauben, wenn wir das Higgs-Teilchen selbst beobachten könnten.
Wieder gibt es dazu eine Analogie aus der Festkörperphysik. Ein Kristallgitter kann Wellen von Verdichtungen (wie die Menschentrauben) tragen, ohne dass es dazu ein Elektron braucht, das die Atome anzieht und bewegt. Diese Wellen können sich wie Teilchen verhalten. Man bezeichnet sie als Phononen (in Anlehnung an die Feldquanten der elektromagnetischen Wechselwirkung, die Photonen); auch sie sind Bosonen. Es könnte einen Higgs-Mechanismus und ein Higgs-Feld in unserem Universum geben, ohne dass es dazu ein Higgs-Boson gibt. Die nächste Speicherring-Generation wird diesen Punkt klären.
---------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------
Gravitation stellt sich für mich als die direkte Auswirkung der Energie in E=mc² dar. So wird alles Rund.
(Das G gleich c ist dürfte nicht unerheblich sein)
Gravitation ist warscheinlich die entscheidende Kraft im Universum, denn diese Kraft ist als Materie gebunden und fest.
Der interstellare Raum ist vieleicht ein Zustand, aus dem auch die Materie besteht und die Wirkungen, die dazu führen, dass wir Materie spüren, also Atome, rührt nur von einer Veränderung der Raumzeit her.
Das meint die 4. Dimension transformiert Raum in Materie durch
Zeitdilatation (bei Lichtgeschwindigkeit).
Die Zeitdilatation ist der Effekt, der alle Dimensionen beherrscht. Ähnlich wie aus der SRT die Lorentzkontraktion als relativistischer Effekt entsteht, ist es auch mit Zeit und Gravitation.
"Zeit ist das, was sie daraus macht".Eine unendliche Kraft, die unsere Welt beständig verändert? .... Real
[Gäste dürfen nur lesen]
Nach oben