Je, nebo není higgs potvrzen?  
V úterý, 13. prosince 2011, v hlavním přednáškovém sále laboratoře CERN společně prezentovaly dva experimenty ATLAS a CMS přehled svých dosavadních výsledků hledání Higgsova bosonu.

Zvětšit obrázek
Případ zachycení čtyř mionů v experimentu ATLAS, kandidát na „zlatý kanál“ rozpadu Higgsova bosonu na dva Z bosony, který se každý rozpadne na dva miony. (Zdroj prezentace Fabioli Gianottiové).

Hlavní přednášková místnost v laboratoři CERN byla doslova našlapaná a plná byla i vedlejší posluchárna. Přednáška Fabioly Gianottiové z experimentu ATLAS i Guida Tonneliho z experimentu CMS byly on line rovněž přenášeny do celého světa. Podle přednášejících byl letošní rok velmi úspěšný, neboť se podařilo zaznamenat zhruba pětkrát větší množství srážek, než se očekávalo. Přehled výsledků, které se zatím v experimentech na LHC získaly, byl podrobně popsán v článku Jak se v roce 2011 dařilo urychlovačům LHC a Tevatron. Presentace se týkaly dvou největších experimentů LHC, které se zabývají hledáním Higgsova bosonu. Nejdříve si připomeňme, jak se částice, jakou je higgs, loví.

Zvětšit obrázek
Plně obsazena i druhá posluchárna v laboratoři CERN, kam se přednáška přenášela. Seminář končí a ředitel laboratoře CERN gratuluje přednášejícím z experimentů ATLAS a CMS (zdroj fotografie účastníků Českého učitelského týdne v CERNu).


Jak se higgs hledá?

Pokud se Higgsův boson vytvoří, existuje jen velmi krátce a rozpadá se na jiné částice. Někdy jsou tyto sekundární částice stabilní, například při rozpadu na dva gama fotony. Velice často však vzniklé částice také existují jen velmi krátce. Například jestliže se jedná o dva Z0 bosony nebo kombinaci W+ a W- bosonů. Zatímco W bosony se většinou rozpadají komplikovaněji identifikovatelným způsobem, u Z0 bosonů existují rozpady na dvojici nabitých leptonů (buď elektron a pozitron nebo mion a antimion). Případ, kdy zachytíme dvě dvojice leptonů, které pocházejí z rozpadu Z0 bosonů, jejichž původ by mohl být v rozpadu higgse, se označuje jako zlatý kanál. Důvodem je, že se dá velice dobře identifikovat a je malá pravděpodobnost vzniku náhodného souběhu produkce stejné kombinace dvou leptonů a dvou antileptonů. Prostě máme velmi nízké pozadí.


Identifikace higgse nebo krátce žijících sekundárních částic je umožněna speciální teorií relativity. Pokud příslušné sekundární částice zachytíme a změříme jejich energie a hybnosti, tak můžeme s jejich pomocí spočítat klidovou hmotnost původní částice, rozpadem které vznikly. Takže například v případě, že máme dvojici mion a antimion u nichž určíme energii a hybnost a spočtená klidová hmotnost odpovídá hmotnosti Z0 (zhruba devadesátkrát větší než hmotnost protonu), získáme důkaz, že pochází z rozpadu této částice. Pokud je vypočtená hmotnost jiná, tak je jasné, že mion a antimion vznikly v jiných procesech a tyto případy vytváří nežádoucí pozadí.

Zvětšit obrázek
Náročnost experimentu ukazuje i extrémní případ, kdy došlo díky vysoké intenzitě srážek ke dvaceti srážkám „v jednom (pro detektorový systém nerozlišitelném) okamžiku“. Analýza takových případů je velmi náročná. Žlutými čarami je označen pár mionu a antimionu, který vznikl v rozpadu bosonu Z. (Zdroj prezentace Fabioli Gianottiové).

 

Standardní model, který je současnou teorií popisující strukturu hmoty, nedokáže předpovědět hmotnost higgse. Když ji však zvolíme, pak standardní model dokáže předpovědět pravděpodobnost vzniku higgse s takovou hmotností i pravděpodobnosti s jakými se rozpadá na jednotlivé částice. Tedy s jakou pravděpodobností se rozpadne na dva gama fotony, nebo na dva Z bosony, u kterých také víme, na jaké částice a s jakou pravděpodobností se rozpadají.

 

Takže zachycené dva fotony gama s velmi vysokou energií mohou, ale i nemusí pocházet s rozpadu higgse. Abychom to zjistili, musíme pomocí jejich energií a hybností spočítat klidovou hmotnost. Pro různé hmotnosti dostaneme různé počty případů. V případě, že se nepozorují žádné rozpady částic, mění se počet případů s hodnotou hmotnosti pomalu. Pokud došlo i k rozpadu nějaké částice, tak budeme pozorovat pík v místě její hmotnosti. Protože fotony gama mohou vznikat i v řadě dalších procesů, je v tomto případě pozadí velké a exponenciálně klesá. Pík vytvořený rozpadem higgse vytvoří v oblasti jeho hmotnosti přebytek případů narušující hladký pokles pozadí.

Zvětšit obrázek
Pravděpodobnost produkce a rozpadu Higgsova bosonu na různé částice. Písmeno sigma označuje v tomto případě účinný průřez (pravděpodobnost) zrodu higgse a BR větvící poměr (tedy pravděpodobnost rozpadu na dané částice). Gama jsou fotony, l jsou leptony, ný jsou neutrina, q jsou kvarky a b jsou b kvarky. (Zdroj prezentace Fabioli Gianottiové).

 

Co pozorují jednotlivé experimenty?

Je třeba zdůraznit, že za oběma experimenty je obrovské množství vykonané práce. Není obvyklé, aby výsledky analýz u tak náročných experimentů byly k dispozici tak brzo. I když se zatím jedná o výsledky předběžné. Intenzivní práce byla věnována hlavně kalibraci detektorů a přesnému pochopení všech jejich vlastností. Na tom je závislá přesnost určení energie a hybnosti zachycených částic a tím i určení výsledné hmotnosti částice, z jejíhož rozpadu vznikly. Na semináři byla věnována pozornost právě rozboru možných zdrojů nepřesností v procesu analýzy.


Oba experimenty důkladně prozkoumaly řadu produkcí a rozpadů známých částic popisovaných standardním modelem. Ukázaly, že předpovědi této teorie odpovídají získaným datům a fyzikové velmi dobře chápou fungování experimentálních zařízení. To je nutné k tomu, aby si byli jisti, že náznaky odchylek jsou známkou buďto existence higgse, nebo nové fyziky, a že nejsou jen projevem chyby, či nepřesnosti.

Zvětšit obrázek
Pozorované rozdělení případů dvojic fotonů gama v závislosti na vypočítané hmotnosti. (Zdroj prezentace Fabioli Gianottiové).

 

Důkladnou analýzou všech rozpadů se podařilo ještě více, než bylo ukázáno v předchozím článku, omezit oblast hmotností, kde by se higgs mohl vyskytovat. Společným úsilím experimentů ATLAS a CMS jde nyní pouze o oblast mezi 116 GeV/c2 až 127 GeV/c2. A právě v této oblasti vidí oba experimenty náznaky přebytku případů v některých rozpadech, které by mohly naznačovat, že se jedná o rozpady Higgsova bosonu

 

U experimentu ATLAS je nejzřetelnější náznak existence higgse právě v rozpadu na dva vysokoenergetické fotony gama. V rozmezí hmotností mezi 100 až 160 GeV/c2 bylo zaznamenáno 22 489 takových případů. Nepravidelnost, která se v průběhu pozadí objevuje u hmotnosti zhruba 125 GeV/c2, je taková, že pravděpodobnost existence částice je na úrovni téměř tři sigma. Fabiola Gianottiová to zhodnotila tak, že vyloučení tohoto přebytku a „napravení“ tvaru pozadí v případě, že by nešlo o higgse, nýbrž o statistickou fluktuaci, by si vyžádalo velkou novou statistiku. Naopak, pokud jde o reálný projev existence higgse, nemusí se statistika pro jeho prokázání zvyšovat zase tak moc. Jisté náznaky přebytků případů se objevují i u některých dalších rozpadů. I když třeba rozpad na dva Z bosony a dále na čtyři nabité leptony - tedy do zlatého kanálu - byl pozorován pro hmotnost menší než 180   GeV/c2 pouze párkrát.

Zvětšit obrázek
Velice efektivní využívání LHC a stálé zlepšování jeho parametrů ukazuje i graf postupného růstu integrální luminozity (zeleně v pozadí je luminozita dodaná LHC a žlutá v popředí ta využitá experimentem ATLAS). Pojem luminozity vysvětlen v předchozím článku o LHC. (Zdroj prezentace Fabioli Gianottiové).

 

U experimentu CMS se v případech dvojic fotonů gama a z nich spočtených hmotností ukazuje v oblasti 125 GeV/c2 také jistý přebytek případů, ale jeho průběh je velmi nepravidelný. Pravděpodobnost, že jde opravdu o higgse, je zde nižší. Pokud jde o náhodnou fluktuaci, tak pro návrat k pravidelnému tvaru pozadí stačí doplnit celkem malý počet nových nabraných případů. Experiment CMS však dále pozoruje náznaky přebytků případů oproti pozadí v řadě dalších typů rozpadu higgse. I když jsou zatím velmi slabé, v souběhu jejich váha roste.


Když se vezmou různé typy higgsova rozpadu a výsledky obou experimentů dohromady, tak spolu velice dobře souhlasí a vzájemně se podporují. Taková „integrovaná“ analýza vede k pravděpodobnosti existence higgse oceněné hodnotou okolo 3,5 sigma. Důležitým faktem také je, že pozorovaná pravděpodobnost vzniku higgse s takovou hmotností velmi dobře odpovídá standardnímu modelu.

 

Zvětšit obrázek
Kandidát na rozpad higgse do zlatého kanálu zaznamenaný experimentem CMS. (Zdroj prezentace Fabioli Gianottiové).

Závěr

Data získaná v předešlém a tomto roce umožnila provést intenzivní analýzu hledající známku existence Higgsova bosonu. Experimentům ATLAS a CMS umožnila zúžit oblast možné hmotnosti této částice na minimální rozpětí pouhých 11 GeV/c2. Navíc se v této oblasti u hmotnosti 125 GeV/c2 pozorují náznaky možné existence této částice. Tyto indície jsou však zatím nedostatečné, aby bylo možné existenci higgse definitivně potvrdit. Je však jasné, že podrobnější analýza již získaných dat, případně těch, které poskytnou experimenty v příštím roce už otázku higgse rozřeší definitivně. Lze předpokládat, že v této budoucí analýze budou mít výraznější váhu vzácné případy s velmi nízkým pozadím, jako je třeba zmíněný zlatý kanál rozpadu higgse, u nichž i menší nárůst statistiky může věrohodnost existence higgse zvýšit výrazně. V případě, kdy je sice pravděpodobnost rozpadu higgse takovým způsobem relativně vysoká, ale zároveň se pozoruje velmi velké pozadí, už menší zvýšení statistiky k věrohodnosti příliš nepřispěje. To je situace rozpadu higgse na dva fotony. V každém případě se v příštím roce rozluštění této tajenky dozvíme. Osobně se zvláště těším na zpřesnění měření asymetrie mezi hmotou a antihmotou v rozpadech D0 mezonů experimentem LHCb. Jak bylo podrobně popsáno v předchozím článku, je to zatím největší vykročení do fyziky za standardním modelem a k vysvětlení přebytku hmoty nad antihmotou v našem vesmíru.

 

 

 

Datum: 14.12.2011 00:48
Tisk článku


Diskuze:

Kdy konečně bude přiznán omyl.

Leco Leco,2013-10-05 03:53:53

Kdyby existoval Higgsův boson,
byla by to rozhodující entita pro vývoj vesmíru.
Něco jako bůh. Jsem věřící, myslím, že bůh neexistuje.
Především "standartní model" sice odpovídá skutečnosti,
nicméně je to stále jen její aproximace.
Matematici poznali, že skutečnost NELZE uzavřít do formulí.
Myslím, že hmotnost částici nic neurčuje, je to její
vlastnost, kterou si nese sebou jako entita podílející se na vývoji vesmíru.
Bude zajímavé sledovat, jak dlouho bude trvat,
než zbytnělý vědecký klérus přizná porážku.
Leco

Odpovědět

ešte by som mal otázku

Maroš Štulajter,2011-12-21 14:00:37

na pána pavla A1 a pána Gf Fs ohľadom merania a vzniku higgsa. zmienené je že bol zaznamenaný pri meraní 125Gev, rozpadol sa ako pán pavel povedal na Z a častica antičastica (virtuaalny z boson). ak by sme spočítaly energiu častic, pre jednotlivé dvojice tak nám vyjde jeden Z boson a jeden virtuálny pre ktorý keby sme pripočítali 125Gev tak by nám vyšla hmotnosť top kvarku. nakreslený obrázok z cms je zrejme iba rozpad podľa schémy H->ZZ. boli detekované ešte dva fotóny, ktorých energiu nepoznám takže vznik aj rozpad môžu mať rovnaký charakter?, alebo sa len prepočítava z rozpadov.

Odpovědět


Detakce čtyř leptonů na CMS

Vladimír Wagner,2011-12-21 14:55:25

Pokusím se odpovědět, jinak moc děkuji pánům Gf Fs a Pavlovi A1 za velmi užitečné a fundované odpovědi v diskuzi. K danému rozpadu. Jak popsal pan Gf Fs je možná řada procesů, ve kterých podobná čtveřice leptonů vznikne. Jedním z nich je rozpad Higgse na dva Z bozony a jejich následný rozpad na pár leptonů. V případě, že se jednalo o rozpad higgse s hmotností pod 182 GeV, tak musí být, jak doplnil pan Pavel A1, alespoň jeden ze Z bosonů virtuální a u virtuálních částic nedostaneme vypočtenou invariantní (klidovou) hmotnost rovnu té pro danou částici (říká se, že "částice není na hmotnostní slupce"). V tomto případě nejde využit pro lepší identifikaci případu rozpadu higgse výběr pouze případů, kdy pro vypočtenou hmotnost původní částice, na kterou se higgs rozpadne, s rozpadem na jednotlivé dvojice leptonů bereme jen hmotnost Z. Takže se ze všech čtyř leptonů spočítá invariantní hmotnost "higgse" a pokud leptony vznikly v jiném procesu než je rozpad higgse, tak nám tvoří nežádoucí pozadí.
Uplně nerozumím poznámce o dvou gama (na obrázku taného případu z CMS nejsou).

Odpovědět

Pro PavelA1

Václav Malý,2011-12-19 20:44:58

Máte pravdu: neumím číst a nechápu váš text. Jen bych chtěl vás upozornit: Kvartonový model vakua je model struktury vakua a elementárních částic, tedy nikoliv model fyzmatický. Nedotýká se a nemění tedy nástavbu fyziky

Odpovědět


Pro PavelA1 - dodatek

Václav Malý,2011-12-20 21:27:23

Kvartonový model struktury vakua a elementárních částic zcela určitě neslouží k výpočtu jemné struktury spekter atomů, ani účinného průřezu Comptonova rozptylu, či rozptylu gama paprsku. Neslouží ani k výpočtu aberace hvězd, natož ke konstrukci Russel –Hertzsprungova diagramu. K tomu jsou určeny jiné modely. To vše je široce rozvětvená nadstavba protofyziky vakua.
KMV je historicky první kauzální model detailní mikrostruktury vakua a elem. částic, který m.j. jednoznačně definuje „rozložení“ hmotnosti v objemu těchto částic, podstatu, příčinu a „mechanismus“ jejich pohybu vůči vakuu. Odhaluje příčinu a mechanismus „rozpadu“ neutronu, pí mesonu, jakož i mionu, nebo zejména zrcadlových transmutací nukleonů na leptonech. Definuje gravitační pole ne jako ohnutou geometrii prostoru, ale jako sférickou excitaci materiálních prvků kvartonového kontinua sumarizovaným hmotným působením všech částic v daném prostoru.
Je toho ještě mnohem víc co KMV řeší, ale pokud aspoň něco z toho co jsem zde vyjmenoval dokážete vyřešit se svou znalostí výpočtu jemné struktury, či rozptylu gama fotonů, potom se určitě kvůli tomu naučím číst.

Odpovědět

Ďakujem za vynikaúce vysvetlenie

Maroš Štulajter,2011-12-19 13:31:30

pánovi Gf Fs sú to všetko veci na ktoré som sa pýtal. mal by som aj viac otázok z inej témy ale až nabudúce.

Odpovědět

Higgsovské rozjímání

Václav Malý,2011-12-17 21:33:14

Předběžné výsledky Z CERNu rozvířily dříve poklidnou hladinu subnukleární fyziky. Ze všech "odborných" sdělovadel se linou články na higgsovské téma. Ale v té záplavě informací mi chybí ta nejpodstatnější:Jaké fyzikální charakteristiky má to chýrné Higgsovo pole? Není zřejmě povahy elektromagnetické, magnetické ani jaderné, natož gravitační. Tedy jaké je to pole?! Ví to někdo? Jaroslav Reichel a Martin Všetička ve své
Encyklopedii fyziky prezentují Higgsovo pole takto: "Různé elementární částice si lze představit jako dav lidí, který běží blátem. Některé částice mají velké boty, na které se nachytá mnoho bláta. Takové částice mají velkou klidovou hmotnost. Jiné částice mají zase maličké botičky, na které se mnoho bláta nenachytá - tyto částice mají tedy malou klidovou hmotnost. Velké boty mají např. kvarky, maličké botičky pak mají např. elektrony. Jsou ale částice, které se nad blátem vznášejí a vůbec se neumažou - mají tedy nulovou klidovou hmotnost (např. fotony). Bláto samotné pak představuje Higgsovo pole."
No, jsou i hloupější přirovnání, např: Motlova padající tužka,nebo Davisův slalom za sklenicí pití v přeplněné místnosti, ale to podstatné všechna ignorují: proč mají různé částice různě velké "botičky"? Pokud zůstanu u té přihlouplé představě 'Higgsova bláta', pak by mělo takové Higgsovo pole všechny částice zpomalovat stejně. Ale to se neděje! Čili hmotnost elem. částic není určena, nebo podmíněna, nějakým Higgsovým "blátem", ale právě těmi různě velkými "botičkami" různých částic. Je určena jejich fyzikální podstatou! A k té fyziku částic nedovede představa nějakého zpomalovacího Higgsova pole. Různost hmotnosti částic tedy nespočívá v H. poli stejné zpomalovací substance, ale v různosti fyzikální podstaty těch částic. A tady už se blížím k Sokratově představě Kvartonového modelu vakua kde Higgsovo pole je možné hodně vzdáleně identifikovat s představou vakua vyplněného kontinuem kvartonů. Ale toto kontinuum, samo o sobě není vlastní příčinou různé hmotnosti částic. Ta je v možných konfiguracích 4 základních protoelementů a jejich excitací vytvořenými hmotovými poli. Nic lepšího dosud nikdo nevymyslel.

Odpovědět


Jaké je to pole?

Pavel A1,2011-12-18 22:19:45

Je to pole Higgsovo a je povahy Higgsovy. Je to prostě nové pole, které bylo třeba zavést, aby teorie elektroslabých interakcí byla konsistentní, a oprávněnost jeho zavedení právě teď fyzici ověřují experimentálně.

Různé částice mají různou hmotnost, protože s tím Higgsovým polem různě silně interagují. Proč, na to nedává standardní model odpověď (a ani se o to nesnaží), síla interakce částic s Higgsovým polem (nebo jejich hmotnost) je prostě parametrem této teorie, který je nutno změřit experimentálně.

Můžete namítnou, že to si ti fyzici moc nepomohli, místo neodvoditelných hmotností částic mají neodvoditelnou sílu interakce s Higgsovým polem a ví stejné nic jako předtím. V tom ale nemáte pravdu. Z předpokladu, že hmotnost částic je způsobena jejich interakcí z Higgsovým polem, se dá odvodit spousta ověřitelných předpovědí, jako jsou účinné průřezy produkce Higgsových bosonů v různých procesech a pravděpodobnost různých typů rozpadu Higgsova bosonu. A to se teď (pokud se objev Higgsova bosonu potvrdí) bude ověřovat.

Ambice předpovědět hmotnosti částic až má teorie strun, ale ta to zatím neumí.

Odpovědět


Gf Fs,2011-12-19 06:56:21

Vazeny pane Maly, ja si velmi vazim zajmu, ktery zjevne venujete fyzice, stejne jako usili, ktere vkladate do uvah o elementarnich casticich a rad bych Vam odpovedel, ale podobne jako u pana Stulajtera moje schopnost porozumet psanemu textu na to nestaci. Dovolte mi, abych Vam moji neschopnost nejprve demonstroval na vasem komentari z 09.12.2011 v 20:56 ke clanku "Jak se v roce 2011 darilo urychlovacum LHC a Tevatron".

V nem napr. pisete: "všechny reálné elem. částice mají buď nulový, nebo naprosto stejně velký el. náboj". Tahle Vase veta definuje elemetarni castice nebo el. naboj? Protoze pokud je napr. elektron realna elementarni castice dle Vasi definice, potom ji kvark byt nemuze a naopak. Pritom mam pocit ve ve zbytku svehe komentare povazujete jak elektrony tak kvarky za elementarni castice. Ktere castice jsou podle Vas realne elementarni?

V dalsi casti Vaseho komentare jste zformuloval sadu pravidel, ktere by mely Vase realne elementarni castice respektovat: 1. obecna kauzalita, 2. el. naboj je nemenitelny, neprepolovatelny a neprenositelny. Dale pak kritizujete kvarky, ze tyhle pravidla pri slabych procesech nerespektuji. Protoze porad jeste nevim, zda kvarky jsou Vase realne elementarni castice, tedy zda by mely tyto pravidla respektovat, tak zustanme u elektronu. Jak podle Vas probiha anihilace elektronu a pozitronu podle techto pravidel? Dovolim si nacrtnout cestu, po ktere jsem se kratce ubiral, nez jsem zcela narazil. Nejprve experimentalni fakt: pri anihilaci elektronu a pozitronu vznikaji dva fotony. Elektron preda pul sveho naboje prvnimu a druhou pulku druhemu. Pozitron udela to same se svym kladnym nabojem. Kazdy foton bude mit celkovy naboj nula. Problem je, ze takhle to nevyhovi Vasemu druhemu pravidlu, rozdeleni naboje mezi fotony je zcela jiste zmena. Kdyz nemuzeme vytvorit dva fotony v jednom kroku, musime mit nejakeho prostrednika, ve kterem se nejprve zaporny naboj elektronu a pozitronu vyrusi a pozdeji se rozpadne na dva fotony. Jak dale vysvetlujete Vase prvni pravidlo, princip obecne kauzality, takova premena na prostrednika musi byt uplna a dokonana, nez dojde k jeho rozpadu. A tady je prave ta zed, do ktere jsem narazil. Protoze jsem zadneho takoveho prostrednika v seznamu znamych castic nenasel. Anihilace elektronu a pozitronu probiha nejochotneji v klidu, tedy potrebujeme castici s klidovou hmotnosti mensi nez cca 1 MeV, aby byl proces kinematicky mozny. Castici bez naboje, ktera se rozpada na par fotonu. Ktera je to castice? Cimz v zadnem pripade nekritizuju Vasi uvahu, jen svoji schopnost ji pochopit.

Dale pak kritizujete tajemnosti virtualit. K tomu se snad slusi dodat, ze matematicke rovnice jsou jazykem fyziky. V rovnicich je napsan Standardni model, jejich reseni jsou pak pravdepodobnosti pozorovani jevu v prirode. Statistika nam umoznuje srovnavat vysledky experimentu s predpovedmi teoretickych modelu a zamitat ty mene uspesne. Dobry ucitel nejen odvodi studentum tyhle rovnice, ale prida pribeh nebo mnemotechnickou pomucku, ktera snizuje pravdepodonost praktickeho selhani. Setri se osle je dobra pomucka pro zapamatovani polomeru Zeme. Problem nastava, pokud nekdo z pomucky ucini jadro sdeleni, a zacne premerovat typickeho osla a hledat souvislost s polomerem Zeme. Feynman byl vyborny ucitel. Pomucka, kterou predal studentum se na jeho pocest jmenuje Feynmanovy diagramy. A mohou obsahovat virtualni castice. Pokud napisete rovnice pro ucinny prurez beta rozpadu neutronu na proton, elektron a elektronove anti-neutrino, budou v nich vystupovat symboly, ktere jsou totozne se symboly pro volny W boson. To, ze jsou tyto symboly totozne, muzete povazovat za nahodu. Z tehle nahody muzete ucinit dobrou mnemotechnickou pomucku. Studente, kdyz napises rovnici pro beta rozpad neutronu, zkontroluj jestli ty pismenka pripominaji W boson. Aby nemohlo v zadnem pripade dojit k nedorozumeni, ze se jedna jen o mnemotechnickou pomucku, tak ten shluk pismenek vypadajici jako W boson se nazyva virtualni W boson. A stejne jako s tim oslem a polomerem Zeme zasadni problem nastane, pokud nekdo zacne povazovat tuhle mnemotechnickou pomucku za jadro sdeleni. Zdanlive nesouvisejici problem je, jak vest diskuzi o beta rozpadu neutronu, kdyz diskutujici nehovori jazykem rovnic. Protoze, pokud timto jazykem hovori, pak zpravidla neni co diskutovat. Neznam zpusob, ktery by v praxi neselhal. Nejmene spatnym se pak jevi pouzit stejnou mnemotechnickou pomucku.


V onom komentari dale kritizujete moznou existenci elektronu s dvojtym zapornym nabojem. A tehle kritice rozumim. Takovy elektron opravdu nikdo v prirode nespatril, ale ani jeho existenci nepredpovida zadny mne znamy fyzikalni model. Otazne je, jak vysvetlite existenci Delta++ baryonu? Ten ma dvakrat vetsi naboj nez elektron.

A ve vzajemnem nepochopeni muzeme projit i timto komentarem. Ptate se jake povahy je Higgsovo pole. Co je to povaha pole? Jake povahy je elektron, kvark, foton, Z boson? Ja si opravdu pod pojmem povaha pole dokazu predstavit nic a cokoli. Zajima Vas jakym interakcim Higgsuv boson podleha? Potom by odpoved byla, ze napr. elektromagneticke interakci nepodleha. Higgsuv boson nemuze za letu vyzarit foton, ani foton nemuze za letu vyzarit Higgsuv boson. Higgs se sice muze rozpadnout na dva fotony, ale jedna se o proces neprimy zprostredkovany W bosony. Higgsuv boson se muze rozpadnout na par Z anti-Z bosonu, nebo par W a anti-W bosonu a Higgsuv boson s hmotnosti 125 Gev tak cini velmi ochotne. Ochotneji se jiz rozpada jen na par b a anti-b kvarku. Z a nebo W boson mohou za letu vyzarit Higgse. Jsou tohle informace, ktere vypovidaji o povaze Higgse? Myslite standardni Higgsuv boson jako nejjednodussi reseni Higgsova mechanismu, nebo nejaky jiny?

A co si mam prestavit pod souslovim "zpomalovani castic Higgsovym polem"? Na rozdil od "povahy pole" si pod timhle nedokazu predstavit uz vubec nic. Vy ano?

Prosim dale vynechme obuv cistou i zablacenou, tuzky i sklenice a prejdeme k jadru Vaseho komentare, za ktere povazuji tvrzeni: Hmotnost Vasich elementarnich castic je urcena jejich fyzikalni podstatou a Higgsuv boson s ni nesouvisi. Dale pak tvrdite, ze "Higgsovo pole je možné hodně vzdáleně identifikovat s představou vakua vyplněného kontinuem kvartonů." Ale jelikoz je to identifikace hodne vzdalena a pouze s predstavou, tak ji nechme spat a venujme se hmotnosti castic. Co je to ta fyzikalni podstata, ktera urcuje hmotnost? Kolik fyzikalnich podstat existuje? Jak se lisi fyzikalni podstata elektronu, od fyzikalni podstaty fotonu? Co se s touto podstatou deje pri rozpadu castic? Z predchoziho Vaseho komentare vime, ze zdaleka ne vsechny castice povazujete za zakladni. Ty Vase nezakladni castice berou hmotnost odkud? Kdyz mi date castici s fyzikalni podstatou A a castici s fyzikalni podstatou B, jak spocitam ucinny prurez rozptylu techto dvou castic. Jak spocitam rozpadovou sirku? A zkusme rozptyl dvou W bosonu, protoze ten potrebuje Higgsuv boson aby nedivergoval pri vysokych energiich. Jak presne ucinny prurez tohoto procesu vypada ve Vasem modelu? Dekuju za presny a konkretni predpis. Jak chcete diskutovat Vase rozjimani, kdyz nesdelite definici zakladniho pojmu, ktery se bezne nevyskytuje? Proc jste si nechal ujit tak krasnou prilezitost predpovedet na zaklade Vaseho modelu hmotnost Higgsova bosonu? Dokazete predpovedet hmotnost dalsich castic? Hmotnost neutrin byste dokazal? Hmotnost castic temne hmoty? Nebo dat jakoukoli jinou novou predpoved, kterou by bylo mozne konfrontovat s experimentem? Prosim velmi konkretne ano, nebo ne? Cokoliv, co by ukazalo jadro Vaseho modelu, a dokazalo, ze se nejedna jen o dalsi z rady mnemotechnickych pomucek?

Odpovědět


Odpověď pro Pavel A1

Václav Malý,2011-12-19 16:53:58

Myslím, že by bylo nanejvýš užitečné definovat materiální obsah pojmu fyzikální pole.Dokud nebude jednoznačně vymezeno čím se materiálně, nebo strukturně liší obecné fyzikální pole od stavu bezpole, dotud je to vágní pojem bez reálného materiálního obsahu. Ovšem „definovat“, že bezpole se liší tím, že v něm není fyzikální pole je velice humorné; vhodné tak do dialogů W+V.
Napsal jste:// Různé částice mají různou hmotnost, protože s tím Higgsovým polem různě silně interagují// A proč s tím H polem různé částice různě silně interagují? No, protože mají různou hmotnost . To je klasická tautologie. Poznání podstaty to nikam neposouvá. Sokratův Kvartonový model vakua jednoznačně a kauzálně zdůvodňuje proč leptony mají vůči nukleonům malou (1/1838, elektrony/pozitrony) až nulovou (neutrina) hmotnost. Higgsovo pole k tomu opravdu nepotřebuje. Je to málo?
Kdo si dovede představit jednodimenzní, nebo dvoudimenzní reálný materiální objekt, tj. takový, který je z jednoho, nebo dokonce ze dvou karteziánských směrů intaktní a tedy dokonale prostupný, má proti mě značnou výhodu: já to neumím.
Ale jinak, Pavle, díky za Váš ohlas. VM

Odpovědět


Pane Malý

Pavel A1,2011-12-19 20:18:47

Pane malý, nevím, jestli neumíte číst či máte spíše problém s pochopením textu. Já jsem napsal, že standardní model na otázku, proč různé částice různě interagují s Higgsovým polem, neodpovídá, a ani se o to nesnaží. Tedy žádná tautologie, ale otevřené přiznání omezení našeho poznání. Ale přesto představa, že hmotnost částicím dodává Higgsovo pole, posunuje naše poznání, protože umožňuje vytvářet ověřitelné předpovědi o procesech, které by bez Higgsova pole nemohly probíhat, nebo by probíhaly jinak.

Sokratův kvartonový model vakua neznám. Můžete uvést nějaké příklady, třeba jak v tomto modelu vypadá výpočet jemné struktury spekter atomů, účinný průřez Comptonova rozptylu, poločasů rozpadů jader, rozptylu gama paprsku na jiném gama paprskem a jak tyto předpovědi odpovídají experimentům?

Odpovědět


Pro pana Gf Fs

Václav Malý,2011-12-19 21:11:31

Svoje odpovědi jsem umístil ve Vašem textu, ohraničené dvojitou závorkou. Jiné rozlišení mě nenapadlo. Snad se to dá číst.

Vazeny pane Maly, ja si velmi vazim zajmu, ktery zjevne venujete fyzice, stejne jako usili, ktere vkladate do uvah o elementarnich casticich a rad bych Vam odpovedel, ale podobne jako u pana Stulajtera moje schopnost porozumet psanemu textu na to nestaci. Dovolte mi, abych Vam moji neschopnost nejprve demonstroval na vasem komentari z 09.12.2011 v 20:56 ke clanku "Jak se v roce 2011 darilo urychlovacum LHC a Tevatron".

V nem napr. pisete: "všechny reálné elem. částice mají buď nulový, nebo naprosto stejně velký el. náboj". Tahle Vase veta definuje elemetarni castice nebo el. naboj? ((Definuje univerzalitu velikosti elektrického náboje.)) Protoze pokud je napr. elektron realna elementarni castice dle Vasi definice, potom ji kvark byt nemuze a naopak. ((Ano, kvark jí být nemůže (nikdy nebyl přímo detekován)))). Pritom mam pocit ve ve zbytku svehe komentare povazujete jak elektrony tak kvarky za elementarni castice. Ktere castice jsou podle Vas realne elementarni? ((Elementární, ve smyslu základní materiální částice ‚našeho patra vesmíru‘ jsou ty, které se liší strukturou svého vakantu. (viz KMV)))

V dalsi casti Vaseho komentare jste zformuloval sadu pravidel, ktere by mely Vase realne elementarni castice respektovat: 1. obecna kauzalita, 2. el. naboj je nemenitelny, neprepolovatelny a neprenositelny. Dale pak kritizujete kvarky, ze tyhle pravidla pri slabych procesech nerespektuji. Protoze porad jeste nevim, zda kvarky jsou Vase realne elementarni castice, ((nejsou)) tedy zda by mely tyto pravidla respektovat, tak zustanme u elektronu. Jak podle Vas probiha anihilace elektronu a pozitronu podle techto pravidel? Dovolim si nacrtnout cestu, po ktere jsem se kratce ubiral, nez jsem zcela narazil. Nejprve experimentalni fakt: pri anihilaci elektronu a pozitronu vznikaji dva fotony. Elektron preda pul sveho naboje prvnimu a druhou pulku druhemu. Pozitron udela to same se svym kladnym nabojem. Kazdy foton bude mit celkovy naboj nula. ((Mohl bych tady opsat celou pasáž ze Sokratova KMV, ale lepší bude, když se s tím seznámíte sám. Ale jenom podotknu: jistě se nedomníváte, že při emisi fotonu atomem vodíku předají tomu fotonu elektron a proton polovinu svého náboje. Atom po vyzáření fotonu přejde do stavu s menší vnější hmotností. Při t.zv. „anihilaci“ tomu není jinak: vakanty elektronu a pozitronu přejdou do subkritického objemu dWkrit a vytvoří spolu nový úplný kvarton (v reálu dokonce dva kvartony). V místě „anihilace“ zůstanou jen dva (až tři) vysoce excitované kvartony, jejichž hmotová excitace nevázána „zmizelými“ vakanty se volně rozletí do prostoru jako dva fotony. Ale připomínám: detailní popis najdete u Sokrata. Je tam nakreslen i rozfázovaný proces „anihilace“(Sokrates slíbil, že brzy dodá animace některých procesů, m.j. i anihilací)Pochopíte, že nejde o nějaký proces přeměny leptonů ve fotony. Oba vakanty leptonů přechodem do subkritického objemu dWkrit vytvoří spolu jeden úplný kvarton, v němž neztrácejí svoji identitu a jejich vnější hmotové pole (excitace kvartonů) dříve vázaných oběma vakanty se tím „osvobodí“ a rychlostí c tato excitace kvartonů jako fotony mizí z místa „anihilace. To chce seznámit se s KMV, jinak je můj výklad asi málo přesvědčivý)) .Problem je, ze takhle to nevyhovi Vasemu druhemu pravidlu, rozdeleni naboje mezi fotony je zcela jiste zmena. ((Jak jsem už vysvětlil k žádnému rozdělení nábojů na fotony nedochází.)) Kdyz nemuzeme vytvorit dva fotony v jednom kroku, musime mit nejakeho prostrednika, ve kterem se nejprve zaporny naboj elektronu a pozitronu vyrusi a pozdeji se rozpadne na dva fotony. ((Je potřeba pro pochopení opravdu se podívat na tu rozfázovanou „anihilaci“.)) Jak dale vysvetlujete Vase prvni pravidlo, princip obecne kauzality, takova premena na prostrednika musi byt uplna a dokonana, nez dojde k jeho rozpadu. A tady je prave ta zed, do ktere jsem narazil. Protoze jsem zadneho takoveho prostrednika v seznamu znamych castic nenasel. Anihilace elektronu a pozitronu probiha nejochotneji v klidu, tedy potrebujeme castici s klidovou hmotnosti mensi nez cca 1 MeV, aby byl proces kinematicky mozny. Castici bez naboje, ktera se rozpada na par fotonu. Ktera je to castice? Cimz v zadnem pripade nekritizuju Vasi uvahu, jen svoji schopnost ji pochopit. ((Bohužel,Vaše úvaha se míjí s realitou: „Anihilace" leptonů nepotřebuje prostředníka: neřídí se představami QED.)).

Dale pak kritizujete tajemnosti virtualit. K tomu se snad slusi dodat, ze matematicke rovnice jsou jazykem fyziky. V rovnicich je napsan Standardni model, jejich reseni jsou pak pravdepodobnosti pozorovani jevu v prirode. Statistika nam umoznuje srovnavat vysledky experimentu s predpovedmi teoretickych modelu a zamitat ty mene uspesne ((Matematický model odpovídá na otázku: kolik?, nebo kolik čeho? Strukturní model, jímž je KMV, odpovídá na otázky Jak a proč?. Strukturní model nepracuje s pravděpodobnostmi)) Dobry ucitel nejen odvodi studentum tyhle rovnice, ale prida pribeh nebo mnemotechnickou pomucku, ktera snizuje pravdepodonost praktickeho selhani. Setri se osle je dobra pomucka pro zapamatovani polomeru Zeme. Problem nastava, pokud nekdo z pomucky ucini jadro sdeleni, a zacne premerovat typickeho osla a hledat souvislost s polomerem Zeme. Feynman byl vyborny ucitel. ((Feynmanova pravděpodobnostní ineterpretace cesty elektronu k dvojštěrbině, je fyzikálně i kauzálně otřesná!)) Pomucka, kterou predal studentum se na jeho pocest jmenuje Feynmanovy diagramy. A mohou obsahovat virtualni castice. Pokud napisete rovnice pro ucinny prurez beta rozpadu neutronu na proton, elektron a elektronove anti-neutrino, budou v nich vystupovat symboly, ktere jsou totozne se symboly pro volny W boson. ((T.zv. beta rozpad neutronu je v KMV detailně fázově rozkreslen. Není tam místo pro prostředníka - W bosona. Věcně je to anomální průchod vakantu neutronu (n) excitovaným kvartonem se záměnou protoelů (n) a (p) při zpětném rozpadu kvintonu)) To, ze jsou tyto symboly totozne, muzete povazovat za nahodu. Z tehle nahody muzete ucinit dobrou mnemotechnickou pomucku. Studente, kdyz napises rovnici pro beta rozpad neutronu, zkontroluj jestli ty pismenka pripominaji W boson. Aby nemohlo v zadnem pripade dojit k nedorozumeni, ze se jedna jen o mnemotechnickou pomucku, tak ten shluk pismenek vypadajici jako W boson se nazyva virtualni W boson. A stejne jako s tim oslem a polomerem Zeme zasadni problem nastane, pokud nekdo zacne povazovat tuhle mnemotechnickou pomucku za jadro sdeleni. Zdanlive nesouvisejici problem je, jak vest diskuzi o beta rozpadu neutronu, kdyz diskutujici nehovori jazykem rovnic. ((Myslím, že mnohem účinnější a srozumitelnější je vést diskusi nad kvartonovým modelem struktury tohoto „rozpadu“)) Protoze, pokud timto jazykem hovori, pak zpravidla neni co diskutovat. Neznam zpusob, ktery by v praxi neselhal. Nejmene spatnym se pak jevi pouzit stejnou mnemotechnickou pomucku.


V onom komentari dale kritizujete moznou existenci elektronu s dvojtym zapornym nabojem. A tehle kritice rozumim. Takovy elektron opravdu nikdo v prirode nespatril, ale ani jeho existenci nepredpovida zadny mne znamy fyzikalni model. Otazne je, jak vysvetlite existenci Delta++ baryonu? Ten ma dvakrat vetsi naboj nez elektron.
((Delta++ není reálná částice, ale jen ultrakrátkodobá rezonance vzniklá při letmém zachycení pionů+.při jejich ostřelování protonů (odtud ten dvojitý kladný náboj) Toto ultrakrátkodobé zachycení je původcem detekovaného abnormálního rozptylu pionů+ na protonech)).

A ve vzajemnem nepochopeni muzeme projit i timto komentarem. Ptate se jake povahy je Higgsovo pole. Co je to povaha pole? Jake povahy je elektron, kvark, foton, Z boson? Ja si opravdu pod pojmem povaha pole dokazu predstavit nic a cokoli. Zajima Vas jakym interakcim Higgsuv boson podleha? Potom by odpoved byla, ze napr. elektromagneticke interakci nepodleha. ((Jistě uznáte, že tohle není seriózní odpověď na mnou položenou otázku.)) Higgsuv boson nemuze za letu vyzarit foton, ani foton nemuze za letu vyzarit Higgsuv boson. Higgs se sice muze rozpadnout na dva fotony, ale jedna se o proces neprimy zprostredkovany W bosony. Higgsuv boson se muze rozpadnout na par Z anti-Z bosonu, nebo par W a anti-W bosonu a Higgsuv boson s hmotnosti 125 Gev tak cini velmi ochotne. Ochotneji se jiz rozpada jen na par b a anti-b kvarku. Z a nebo W boson mohou za letu vyzarit Higgse. Jsou tohle informace, ktere vypovidaji o povaze Higgse? Myslite standardni Higgsuv boson jako nejjednodussi reseni Higgsova mechanismu, nebo nejaky jiny? ((O Higgsově bosonu nemám žádnou představu, stejně jako o jiných virtuálech.))

A co si mam prestavit pod souslovim "zpomalovani castic Higgsovym polem"? Na rozdil od "povahy pole" si pod timhle nedokazu predstavit uz vubec nic. Vy ano? ((To zpomalování částic Higgsovým polem (Higgsovým blátem) jsem si nevymyslel já! O tom se bavějí i renomovaní fyzikové.))

Prosim dale vynechme obuv cistou i zablacenou, tuzky i sklenice a prejdeme k jadru Vaseho komentare, za ktere povazuji tvrzeni: Hmotnost Vasich elementarnich castic je urcena jejich fyzikalni podstatou a Higgsuv boson s ni nesouvisi. Dale pak tvrdite, ze "Higgsovo pole je možné hodně vzdáleně identifikovat s představou vakua vyplněného kontinuem kvartonů." Ale jelikoz je to identifikace hodne vzdalena a pouze s predstavou, tak ji nechme spat a venujme se hmotnosti castic. Co je to ta fyzikalni podstata, ktera urcuje hmotnost?
((Dotkl jste se základního axiomu KMV. Sokrates předpokládá, že ty 4 základní protoelementy mají jedinou fyzikální schopnost: vzájemně ovlivňují své chování. Míru tohoto ovlivňování nazývá mírou hmotnosti. Snad jsem to takhle správně pochopil. Pokud se nacházejí tyto 4 protoelementy (protoely) uvnitř objemu dWkrit saturují si navzájem své vnější hmotné působení, takže jsou pro vnější okolí nulitní, bezhmotné. Tím ovšem neztrácejí svoji podstatu ani schopnost hm. působení. Jen je toto jejich hm. působení saturováno uvnitř objemu dWkrit.)) Kolik fyzikalnich podstat existuje? Jak se lisi fyzikalni podstata elektronu, od fyzikalni podstaty fotonu? ((Elektron má ve svém těžišti vakant, foton ne. Foton tvoří excitovaný, čili z nulity vybuzený kvarton jehož excitace se šíří rychlostí c jako vlna kvartonovým kontinuem.)) Co se s touto podstatou deje pri rozpadu castic? ((Nic, mění se jen výsledná konfigurace „věčných“ protoelů.)) Z predchoziho Vaseho komentare vime, ze zdaleka ne vsechny castice povazujete za zakladni. Ty Vase nezakladni castice berou hmotnost odkud? ((Stejně jako ty základní, od nekompenzovaných protoelů)) Kdyz mi date castici s fyzikalni podstatou A a castici s fyzikalni podstatou B, jak spocitam ucinny prurez rozptylu techto dvou castic. ((Je jen jedna podstata elem. částic: hmotnost a el. náboj což je schopnost protoelů grupy P orientovat kvartony.)) Jak spocitam rozpadovou sirku? A zkusme rozptyl dvou W bosonu, protoze ten potrebuje Higgsuv boson aby nedivergoval pri vysokych energiich. Jak presne ucinny prurez tohoto procesu vypada ve Vasem modelu? ((Už jsem to napsal: KMV nepotřebuje virtuály.)) Dekuju za presny a konkretni predpis. Jak chcete diskutovat Vase rozjimani, kdyz nesdelite definici zakladniho pojmu, ktery se bezne nevyskytuje? Proc jste si nechal ujit tak krasnou prilezitost predpovedet na zaklade Vaseho modelu hmotnost Higgsova bosonu? ((Higgs je virtuál, tím je řečeno vše)) Dokazete predpovedet hmotnost dalsich castic? ((To byste se musel zeptat samotného Sokrata)) Hmotnost neutrin byste dokazal?Klasická hmotnost neutrin je nulová. ((Neutrina jsou rozpůlený kvarton podle grupové orientace.Taková bude i jejich hmotnost. Ale bez záruky: v KMV se to, pokud vím, takhle neprezentuje)) Hmotnost castic temne hmoty? Nebo dat jakoukoli jinou novou predpoved, kterou by bylo mozne konfrontovat s experimentem? Prosim velmi konkretne ano, nebo ne? Cokoliv, co by ukazalo jadro Vaseho modelu, a dokazalo, ze se nejedna jen o dalsi z rady mnemotechnickych pomucek? ((Tak především není to můj model. (jsem jen jeho ‚advokátem‘) Pokud vím, v Sokratově KMV je předvídána neměnnost hmoty fotonu a všech volných částic v gravipoli . (Opak měření experimentu P+R). Gravitační pole není ohnutý prostor, ale výsledné, aditivní, hmotové pole ode všech částic tělesa. KMV předpovídá zastavení kontrakce hmotných hvězd na poloměru Rg/2. KMV spatřuje soudržnost atomových jader v grupové afinitě mezi protoely grupy P a N. Nepřímým důkazem toho je neexistence monoprotonových a mononeutronových jader. Nevím zdali to lze nazvat předvídáním: KMV popírá tézi OTR o reciprocitě relativitických efektů: kontrakci a dilataci. V Sokratově stati jsou navrhovány experimenty na prokázání neexistence této reciprocity. Např. měřením změn periodicity cefeid uvnitř astrolodi, paradox dvojčat bez obrátky lodi, nebo paradox vlaku a nádraží bez stafáže fotografů. To vše samozřejmě předpokladá existenci absolutní vztažné soustavy, již tvoří qazikontinuum kvartonů, vůči němuž je konán veškerý pohyb těles i částic. Můžete se tomu smát, ale tím to nesprovodíte se světa. -:))
Nevím jestli jsem dostatečně přesvědčivě odpověděl na všechny Vaše otázky. Asi ne. Nemám, bohužel, v hlavě celý soubor pojednání o KMV a doprovodných textů. Pokud se opravdu chcete dovědět více bylo by vhodné navštívit Sokratovy stránky na http://qarton.sweb.cz. Přeji dobré počtení a hlavně vytrvalost. Je to v některých pasážích nápor na bednu.
Zdraví Vás, Václav Malý.

Odpovědět

plancková energia

Maroš Štulajter,2011-12-16 13:23:30

nerozumel som v odpovedi pán Gf Fs že keď sa potvrdí že bude menšia hodnota ako plancková energia lebo ako viem tak plancková energia je najväčšia energia častice a každá jedna musí byť menšia. ďalej že čo keby bola častica väčšia ako 125Gev, ako viem tak top kvark má až 171Gev ešte by som vás sa chcel opýtať či jety mali rovnakú energiu a po akom čase sa hb rozpadol. kvarky nám museli dodať energiu pre dva Z bosony jeden sa rozpadol a druhý mal odniesť higs aj s energiou Z boson má energiu 91Gev. hľadal som na webe údaje ale sú príliš konkrétne, (údaje sú len o detektoroch ako zbierali signáli).

Odpovědět


Gf Fs,2011-12-19 07:01:38

Problem nestability elektroslabeho vakua nastava takto: vezmete hmotnost Higgse, hmotnost top kvarku a nekolik dalsich parametru, dosadite do renormalizacnich rovnic. Resite tyto rovnice, tak ze hledate energii, pro kterou by Vam Higgs self-coupling vysel mensi nez nula. Pokud Vam vyjde energie vetsi nez Planckova, ucinite zaver, ze pro danou hmotnost problem nestability vakua nenastava. Pokud Vam vyjde energie mensi nez Planckova, reknete ze pri tehle energii dochazi k nestabilite vakua. Hodnota mensi nez nula znamena, ze minimum, ve kterem se nachazite, je pouze lokalni a nekde pobliz je hlubsi globalni. (V pripade vysoke hmotnosti resite stejne rovnice, ale Higgs self-coupling nevyjde zaporny, a naopak zacne divergovat.) Tento problem nastava jen a pouze u Higgsova bosonu.

Na Vasi otazku, zda jety meli stejnou enrgii nedokazu odpovedet, protoze nevim, o kterych konkretnich jetech mluvite.

Process rozpadu Higgse je nahodny. Takze Vam nemuzu rict, po jake dobe se rozpadl ten jeden konkretni, to z toho obrazku nevyctu. Jako stredni doba rozpadu se zpravidla uvadi doba, po ktere Vam zbyde 37 bosonu ze 100 (1/e * 100). Za dvojnasobnou dobu potom zustane nerozpadlych 13 (1/e * 1/e * 100). Pro rozpad Higgse (s hmotnosti 125 GeV a rozpad na cokoliv) je tato doba asi 10^-22 sec. Pokud Vas zajima doba rozpadu na konkretni produkty doporucuju nasledujici odkaz a v nem tabulku 26 na strane 76 a tabulky nasledujici: http://arxiv.org/abs/1101.0593v3 Misto stredni doby rozpadu je tam uvadena rozpadova sirka. Stredni doba rozpadu je prevracena hodnota rozpadove sirky. 1/MeV v "prirozenych jednotkach" v odkazu pouzitych pak odpovida 6.6*10^-22 sec.

Odpovědět

125 Gev

Maroš Štulajter,2011-12-15 20:42:53

videl som diagramy kde sa higgs vytvorí (posledný prípad) energia dvojice kvarkov vytvorý dva Z bosony jeden Z boson sa rozpadne na pár leptónov druhý odnesie higgs a ten sa rozpadne na pár lepton. malo by to byť z dvoch jetov jeden je časovo posunutý o rozpad higgsa, to je na tom diagrame, prečo hovoríme o 125Gev, Z bosony majú kľudovú hodnotu asi 91Gev.

Odpovědět


Gf Fs,2011-12-19 07:06:49

Na posledni obrazku v clanku pana Wagnera muze byt rozpad Higgsova bosonu na ctyri leptony: ze dvou gluonu vznikne prostrednicvim top kvarku jeden Higgsuv boson. Ten se rozpadne na par Z a antiZ bosonu. Z boson i antiZ boson se kazdy rozpadnou na par lepton a anti-lepton.

Na tom samem obrazku muze byt take proces konkurecni: z paru kvark a anti-kvark vzniknou dva Z bosony, z nichz kazdy se rozpadne na par lepton a anti-lepton.

Treti mozny proces je anihilace kvarku a anti-kvarku pri ktere vznikne jeden Z boson, ktery nejprve vyzari Higgse a pak se sam rozpadne. Pro hmotnost 125 GeV a energii srazek 7 TeV je to process 50 krat mene pravdepodobny nez ten prvni. Z i H se potom rozpadnou na par lepton a anti-lepton. Pricemz opet pravdepodobnost rozpadu Higgsova bosonu napr na par mion a anti-mion je 100 krat mensi, nez pravdepodobnost rozpadu na par Z a anti-Z. Snazim se Vam ukazat, ze od jevu pravdepodobnych se presouvame k jevum sice moznym, ktere ale s nejvyssi pravdepodobnosti na tom poslednim obrazku nejsou. A to stale jeste nejsme u Vaseho procesu.

Ten by byl kombinaci druheho a tretiho pripadu. Z kvarku a anti-kvarku vznikly nejprve dva Z bosony. Prvni se rozpadl. Druhy nejprve vyzaril Higgse a pak se sam rozpadl. A nakonec se rozpadl i ten vyzareny Higgs. Pokud budete uvazovat rozpad na leptony vyjde Vam jich sest, na kazdy rozpad dva. Pokud uvazujete nejake jine rozpadove kanaly, musite napsat jake. Dovolim si ale tvrdit, ze Vami popisovany proces na poslednim obrazku v clanku neni.

Odkazu na dva jety nerozumim, potrebuju vice informaci.

Ano Z bosony maji hmotnost 91 GeV. Kdyby se Higgsuv boson rozpadal v klidu, tak by par Z a anti-Z vytvorit nemohl. Ale on v klidu neni, a ma dostatecnou energii, aby tento proces byl kinematicky mozny. Stejne jako foton bezne vytvari par elektron-pozitron a pri tom ma nulovou klidovou hmotnost.

Odpovědět


Rozpad H -> 2Z

Pavel A1,2011-12-19 20:31:40

Gf Fs, ač máte zřejmě hlubsí znalosti než já, s vaším popisem rozpadu Higgse na dva Z bosony nemůžu souhlasit. Analogie s produkcí páru částice/antičástice z fotonu použít nejde, protože narozdíl od fotonů má Higgs nenulovou klidovou hmotnost, a tedy podsvětelnou rychlost, a tedy vždy můžu použít popis ve vztažné soustavě spojené s ním. A v ní ta kinematika nevyjde (ona vlastně nevyjde ani pro tu produkci z fotonů, protože i ta potřebuje vnější pole, které odnese přebytečný impuls, ale to je spíš technický detail). Ve skutečnosti se Higgs rozpadá na Z a virtuální Z, který se rozpadá na pár lepton/antilepton. Tedy se vlastně jedná o rozpad Higgse na Z a pár lepton/antilepton.

Odpovědět


Gf Fs,2011-12-21 00:50:57

Pane Pavle, mockrat dekuju za opravu rozpadu H->ZZ. Mate samozrejme naprostou pravdu. A je velmi nepravdepodobne, ze moje znalosti jsou hlubsi nez Vase. Se zadnym z tech experimentu, CERNem, ani s casticovou fyzikou nemam vubec nic spolecneho.

Odpovědět


ad pan Gf Fs

Pavel Brož,2011-12-21 16:54:16

Dobrý den, můžete mi prosím odvodit, jak čtyřhybnost pro Higgs o klidové hmotnosti cca 125 GeV rozložíte na součet dvou čtyřhybností pro Z a anti-Z, přičemž oba jsou na hmotové slupce?

Odpovědět


jenom dodatek pro ostatní čtenáře

Pavel Brož,2011-12-21 21:14:51

Protože z posledního příspěvku pana Gf Fs není úplně evidentní, jestli se jedná o ironii nebo sebereflexi, tak abychom nezmátli ostatní čtenáře - za tvrzení, že rozpad jakékoliv částice na dvě jiné reálné (tj. nikoliv virtuální) částice, jejichž součet klidových hmotností je větší, než klidová hmotnost původní částice, je možný při dostatečně velké energii té původní částice (v klidové soustavě je nemožnost takového rozpadu triviálně zřejmá), tak za takovéto tvrzení by každý student teoretické fyziky vyletěl ze zkoušky ze speciální relativity jako kulový blesk. S nedostatečnou samozřejmě. Nepomohla by mu ani hypotetická přímluva byť od ředitele CERNu (který by takovou pošetilost samozřejmě nedělal).

Princip relativity tvrdí, že co je možné v jedné z inerciálních soustav, je automaticky možné v libovolné jiné inerciální soustavě, která se vůči původní pohybuje libovolně velkou podsvětelnou rychlostí. Tzn. že pokud se nějaký rozpad nemůže kinematicky uskutečnit v klidové soustavě částice, nemůže se uskutečnit ani v libovolné jiné, v níž má ta původní částice energii klidně tisíce částic Z. V tomto má pan Pavel A1 naprostou pravdu. Pro kteréhokoliv částicového fyzika znalost takovýchto základů speciální relativity je samozřejmě naprosto nezbytná.

Odpovědět


Gf Fs,2011-12-22 00:29:28

Vazeny pane Brozi,

Vas komentar jste nejspis napsal kvuli nejistote, zda omluva za moji chybu je realna, nebo zda slo o ironii. Ujistuju Vas, ze je naprosto realna. A opravdu nevim, ktera z tech ctyr jednoduchych vet za Vasi nejistotu muze.

Opravdu nejsem casticovy fyzik. Zivim se programovanim cernych krabic, ktere v realnem case neco ridi. Ano, vetsina z nich slouzi ve fyzikalnich experimentech, nektere z nich v experimentech casticovych. A za zivot jsem delal leccos, pocital magneticke pole, navrhoval kryostaty, zesilovace, pocital jakou radiacni davku snesou, ale opravdu nic z toho nelze nazvat casticovou fyzikou. Ano, cely zivot se nachazim i mezi casticovymi fyziky, ale to ze mne fyzika nedela.

Opravdu jsem nikdy nebyl v CERNu, ani osobne neznam nikoho, kdo tam pracuje. Ani nic z toho, co jsem v zivote vyprodukoval, v zadnem z tamnich experimentu neslouzi, ani neslouzilo. A zcela uprimne nevim, proc bych Vas o tom mel presvedcovat, ani jak to udelat. Je to stejne nemozne, jako Vas presvedcit, ze jsem v zivote nikoho nezabil. Nezabil.

Byl bych rad, kdybyste ty ctyri vety prepsal do podoby, ze ktere bude uplne evidentni, ze se jedna o sebereflexi. Dekuju.

Taky Vam dekuju za souslovi "primluva reditele". Je to neskutecna rada let, co jsem ho slysel naposled. Porad na me pusobi stejne jako tehda.

Dale se slusi podekovat za informaci, jake studenty vyhazujete od zkousky. Ale co presne jste cekal, ze s ni udelam?

Kdyz jsem odpovidal panu Stulajterovi, tak jsem si nespravne myslel, ze rozpad Higgse na ZZ bude fungovat stejne jako tvorba paru. Pridanim hmoty, ktera absorbuje recoil ke kinematicky nemozne (E_gamma, E_gamma) -> (2m_e, 0) dostaneme funkcni (E_gamma + M, E_gamma) -> (2m_e + M, 0), za cenu, ze prahova energie rozpadu se zvysi. Byla to chyba. Doufal jsem, ze ty ctyri vety ji napravi. Nenapravily. Tak snad tohle bude stacit.

Hezke svatky.

Odpovědět


omluva

Pavel Brož,2011-12-22 09:46:55

Pane Gf Fs, omlouvám se za to nedorozumění, opravdu jsem to pochopil špatně. Vlastně i díky Vašim jinak velice fundovaným příspěvkům, dospěl jsem k závěru, že v CERNu opravdu pracujete, byť ne přímo jako částicový fyzik, ale zcela určitě v nějaké neméně důležité oblasti poblíž. Podle toho, čím jste se v životě zabýval, tak jsem nakonec vlastně nebyl až tak daleko od svého úsudku, protože fyzikou jste se zabýval. To, co jsem špatně pochopil, byl tón Vaší odpovědi, domníval jsem se, že si tvrdohlavě trváte na svém a hodláte pana Pavla A1 zválcovat silou autority z pozice zaměstnance CERNu, o čemž jsem byl přesvědčen, že jím jste. Omlouvám se za svůj předchozí popudlivý komentář.

Studenty od zkoušek nevyhazuji, také se živím těmi černými krabicemi.

Hezké svátky.

Odpovědět

Uvod do Standardniho modelu

Martin Plesinger,2011-12-15 17:05:46

Dobry den, mam dotaz trochu mimo. Docela me to zajima ale chronicky trpim nedostatkem literatury, kterou bych byl schopen cist. Mam "Lie Algebras in Particle Physics" od H Georgiho ale neshledavam ji prilis dobrou. Vyhovoval by mi vic maticovy popis (podobne jako je michani neutrin/quaku popsano pomoci CKB-matice). Existuje maticovy popis Standardniho modelu?

Odpovědět


Martin Plesinger,2011-12-15 17:09:02

(CKM-matice, Cabibbo–Kobayashi–Maskawa, samozrejme)

Odpovědět


Martin Plesinger,2011-12-15 17:09:23

(CKM-matice, Cabibbo–Kobayashi–Maskawa, samozrejme)

Odpovědět


mail

Julius Vanko,2011-12-16 18:30:30

Vazeny pan Plesinger,

poslite mi, prosim Vasu mail adresu.

Julius Vanko

Odpovědět


Martin Plesinger,2011-12-16 22:56:28

Muj mail je martin.plesinger(at)gmail.com

Odpovědět

-

Jiří Havránek,2011-12-15 12:22:47

jaká představa je podkladem pro tvrzení, že Higgsův boson dodává částicím hmotnost? Dále proč podle prezentací v tv se počítá se "smáčením" higgse v prostředí vakua a narůstáním jeho hmotnosti?

Odpovědět

Ladislav Lang,2011-12-15 09:25:12

Měl bych takový hloupý laický dotaz :)

Pokud je HB poslední částí skládačky standardního modelu a ostatní částice známe a víme jak se chovají, proč nejdou vlastnosti HB vypočítat? Co k tomu chybí?

Odpovědět


Filip Novák,2011-12-15 09:34:16

Ahoj, problém je práve v tom, že SM nevie predikovať kde presne by sa mal nachádzať - prinajmenšom vie len hornú hranicu, kde už vieme, že by to robilo "neplechu". Preto sme potrebovali LHC - aby to bolo rýchle. Nuž a teraz sa to podarilo. Defacto už vieme, že sa nachádza v malom okienku výskytu viz článok.

Odpovědět

moje predstavy

Maroš Štulajter,2011-12-14 12:55:51

bol by som rád keby mi niekto vyvrátil alebo opravil. hmotnosť nám dáva higsové pole a elektrostatické zabespečujú W bosóny, pri zmene el. poľa v higse sa el pole odtrhne a el. častica začne rotovať v higsovom bosone podľa energie. pri rotácii el. poľa vzniká mg. pole a el. náboj ako keby bol neutrálny pretože rotuje. časť odtrhnutého pola by som nazval higgsovým bosónom, ktoré má rovnakú hmotnosť a keď je skalárne tak nemá spin. odrhnutý el. náboj by som prirovnal k fotónu lebo dostal by relativistickú hmotnosť a keďže by so sebou niesol el. náboj ktorý rotuje tak by bol el. neutrálny. min. energiu by mal planckovú konštantu a max. by mal hodnotu max. planckovej enenrgetickej konštanty. rotoval by s priemerom polovice redukovanej planckovej konštanty a stred kružnice by sa pohyboval rýchlosťou svetla. frekvencia rotácie by musela byť celočíselná. min energia by bola h košt. a max. energia = (max. plancková energia -1). ak by sme mali dva fotóny vedľa seba a rotácia el. časti by bola opačná tak by fotón pri rovnakej frekvencii mal opačnú polaritu. ak by sme si zobrali analógiu s anihiláciou elektronu tak by nám začali vznikať kvarky a gluony. el. polia nám reprezentujú W bosóny pri rozpade nám vzniká el. nabbitá častica fotóny a neutrína reprezentujú akúsi zvyškovú kinetickú energiu. takže zhrniem v higgsovom poli sa nachádza el. pole ktoré pri kin. energii vytvára mg. pole a vzniká fotón.

Odpovědět


Gf Fs,2011-12-19 07:11:20

Omlouvam se, ale moje schopnost porozumet psanemu textu nestaci k pochopeni vasi uvahy. Tak snad jen pro doplneni nekolik klasickych informaci. W a Z bosony zprostredkovavaji slabou interakci, fotony elektromagnetickou a gluony pak silnou. W a nebo Z boson muze za letu vyzarit Higgsuv boson (Higgs-strahlung), stejne jako Higgsuv boson se muze rozpadnou na par Z a anti-Z, nebo W a anti-W. W bosony nesou naboj a podlehaji elektromagneticke interakci. Par W a anti-W bosonu muze anihilovat za vzniku fotonu. Higgsuv boson za letu nemuze vyzarit foton, stejne jako foton za letu nemuze vyzarit Higgsuv boson. Nebo jinak, takovy proces neni soucasti Stadardniho modelu.

Rozpad Higgsova bosonu na par fotonu je mozne pozorovat. Tento proces neni primy, je zprostredkovany W bosony. Higgs se rozpadne na par W a anti-W, ktere si mezi sebou vymeni dalsi W boson a tim se rozpadnou na par fotonu. Odpovidajici Feynmanuv diagram je trojuhelnik tvoreny W bosony s Higgsovym bosonem v jednom vrcholu a dvema fotony ve zbyvajicich vrcholech. Pro Higgsuv boson s hmotnosti 125 GeV je pravdepodobnost tohoto procesu desetkrat mensi nez pravdepodobnost rozpadu na par Z a anti-Z, a stokrat mensi nez pravdepodobnost rozpadu na par W a anti-W.

Odpovědět

Maroš Štulajter,2011-12-14 12:25:26

Odpovědět

Maroš Štulajter,2011-12-14 12:22:49

Odpovědět

Higgs a jeho vliv na teorii

Martin Kovář,2011-12-14 10:43:34

Mám otázku, která je směřována na pana Wagnera:
Dejme tomu, že opravdu existuje Higgsova částice, která má hmotnost těch 125 GeV. Jaký vliv by taková hodnota měla na teorii? Někde jsem četl, že něco takového by vedlo k nestabilitě vakua a aby se to kompenzovalo, je nutné jít někam za standardní model - viz. třeba SUSY, superstruny, ... No a zase někde jinde jsem četl, že toto není potřeba. Takže, jak to je?

Odpovědět


Filip Novák,2011-12-15 09:38:38

Pán Wagner nie som ale asi Ste si zrejme pomýlil údaj. 125 Gev, resp. 126 Gev je dobrý a konzistentný údaj/hodnota pre SM (standard model). Nie je sním v rozpore a naviac neprináša ani komplikácie. Práve nájdenie Higgsa niekde nad 600Gev by už ale komplikácie prinieslo (v tejto súvislosti proste SM už nestačí, jeho predpovede nedávajú zmysel atp.) a preto sa hovorilo o tzv. novej fyzike, ak by sa Higgs nenašiel alebo našiel tam, kde to SM nepredpovedala.

Odpovědět


Gf Fs,2011-12-16 09:03:25

Pan Wagner by Vam nejspis odpovedel presneji. V zavislosti na hmotnosti Higgosova bosonu mohou v teorii nastat dva ruzne problemy. Pokud by jeho hmotnost byla prilis vysoka (160 GeV a vice) dojde pri vysokych energiich k problemu zvanemu Higgs self-interaction. A s timto problemem souvisi odpoved pana Novaka.

Druhy problem se nazyva nestabilita (elektroslabeho) vakua, a je dany tim, jak funguji renormalizacni rovnice. K nemu naopak dojde pokud by jeho hmotnost byla prilis mala. Resp. pro kazdou hmotnost muzete najit energii, pri ktere k tomuto problemu dojde, otazka je, zda tato energii je mensi nez Planckova energie (10^19 GeV). Hmotnost 125 GeV je u dolni hrany stabilni oblasti, viz napr. http://arxiv.org/abs/0906.0954v2 Higgsova hmotnost neni jedinym parametrem, ktery vstupuje do vypoctu, vysledek je citilivy i na presnou hmotnost top kvarku.

Krome stabilniho vakua, jsou teoreticky mozne ruzne meta-stabilni reseni, ktere Vam umozni posunou oblast bezproblemovych Higgsovych hmotnosti k nizsim energiim.

Odpovědět

co kdyz nebude potvrzen?

Ondřej Zeman,2011-12-14 08:41:24

Odpovědět


Ondřej Zeman,2011-12-14 08:48:53

ja bych se spise zeptal, co kdyz bude potvrzen?
co dal?
jen se budou zpresnovat vysledky?

Odpovědět


Re:

Petr Vrána,2011-12-14 09:58:50

Tak není to úplně můj obor. Viděl bych to něco jako důkaz PNP. Padne celá řada teorií a zřejmě se bude moc použít přesný výsledek k řadě výpočtů, které zatím nešly udělat. V článku jsou zmíněné velké odchylky u antihmoty. Čekal bych, že se tam nějak přesněji ukáže, kde ten model vlastně hapruje. (Ta první věta zní blbě, ale jsem zvědavý, kde se používají nesymetrické grupy a takové ty věci, které dělám, tak mi promiňte.)

Odpovědět


Filip Novák,2011-12-15 09:42:31

Dobrá otázka aj keď máme pred sebou dlhú cestu. Ako už bolo spomínané v článkoch pred tým - LHC sa podieľa aj na iných nemenej dôležitých výskumoch. Higgs je len jedným z nich (aj keď momentálne najdôležitejší). Ale mňa viac upútala nesymetria medzi Anti hmotou a hmotou - čo je o dosť dôležitejšia vec. Defacto na Symetrii ako sme si ju definovali stojí a padá celá fyzika a princípy zachovania v prírode. Uvidíme, čo nám prinesie budúcnosť - môže to byť o pár rokov aj gravitón (moje tajné želanie ;-) )

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace