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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #1  
Alt 09.12.18, 11:06
Hawkwind Hawkwind ist offline
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Standard Bedeutung des Higgs-Mechanismus im SM

Zitat:
Zitat von Mäx Beitrag anzeigen
OK. Wie gesagt, ich bin ja Laie, sorry.

Ich dachte Masse kann nur entstehen durch Interaktion mit dem Higgs-Feld.

Daher dachte ich eine Änderung von Masse kann nur durch eine Änderung der Interaktion mit dem Higgs-Feld entstehen.

Daher komme ich zu dem Schluss, dass die Aussage "die Änderung einer Masse hat nichts mit dem Higgs Feld zu tun" nicht stimmen kann.

Kannst Du mir noch kurz sagen, ab wann meine Denkkette falsch ist. DANKE!
Einführung des Higgs-Feldes half, Eichtheorien für Teilchen mit einer Ruhemasse > 0 zu konstruieren. Bei der sog. relativistischen Masse geht es aber nicht um die Ruhemasse, sondern um Zunahme der Trägheit bei hohen Geschwindigkeiten.

Zudem sehe ich den Higgs-Mechanismus auch nicht als eine wirkliche Begründung der Ruhemasse an. Er ist eher beschreibender Natur - ein erstaunlicher Trick der mathematisches Physik.
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  #2  
Alt 09.12.18, 14:03
n4mbuG0t0 n4mbuG0t0 ist offline
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Standard AW: Hat Energie Gewicht?

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Zudem sehe ich den Higgs-Mechanismus auch nicht als eine wirkliche Begründung der Ruhemasse an. Er ist eher beschreibender Natur - ein erstaunlicher Trick der mathematisches Physik.
Könntest du das bitte näher erläutern? Mich würde interessieren was dich zu dieser Meinung veranlasst, vor allem seit dem Nachweis des Higgs-Bosons.
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  #3  
Alt 09.12.18, 14:34
Hawkwind Hawkwind ist offline
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Standard AW: Hat Energie Gewicht?

Zitat:
Zitat von n4mbuG0t0 Beitrag anzeigen
Könntest du das bitte näher erläutern? Mich würde interessieren was dich zu dieser Meinung veranlasst, ...

(1) Der Higgs-Mechanismus ist für mich keine fundamentale Erklärung, warum es Masse gibt; er wurde vielmehr hinzugefügt, um die Eichinvarianz der elektroschwachen Theorie auch für massive Fermionen und Vektorbosonen zu ermöglichen. Zum Glück führt der Higgs-Mechanismus eine Reihe freier Parameter ein, sodass die beobachteten Massen von Quarks, Leptonen und Eichbosonen angefittet werden können. So eine Prozedur verstehe ich nicht als "fundamental Begründung" - von einem Modell, das die Masse "begründet", würde ich erwarten, dass sie Vorhersagen quantitativer Art über die beobachteten Ruhemassen macht.

(2) Zur Erklärung der Massen der eigentlichen "Bausteine der Materie", der Hadronen (v.a. Neutron, Proton etc), trägt der Higgs-Mechanismus praktisch nichts bei. Hier spielen die Strom-Massen der Quarks, deren kinetische Energie und die Gluonen etc. eine Rolle.

Zitat:
Zitat von n4mbuG0t0 Beitrag anzeigen
... vor allem seit dem Nachweis des Higgs-Bosons.
Auch hier wäre ich noch etwas vorsichtiger: es ist noch keineswegs eindeutig, ob es sich wirklich genau um das von Higgs vorhergesagte Boson handelt, oder nicht vielleicht um ein Boson, das Teil eines Multipletts von Higgs-Partikeln ist?
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  #4  
Alt 09.12.18, 14:54
n4mbuG0t0 n4mbuG0t0 ist offline
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Standard AW: Hat Energie Gewicht?

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
(1) Der Higgs-Mechanismus ist für mich keine fundamentale Erklärung, warum es Masse gibt; er wurde vielmehr hinzugefügt, um die Eichinvarianz der elektroschwachen Theorie auch für massive Fermionen und Vektorbosonen zu ermöglichen. Zum Glück führt der Higgs-Mechanismus eine Reihe freier Parameter ein, sodass die beobachteten Massen von Quarks, Leptonen und Eichbosonen angefittet werden können. So eine Prozedur verstehe ich nicht als "fundamental Begründung" - von einem Modell, das die Masse "begründet", würde ich erwarten, dass sie Vorhersagen quantitativer Art über die beobachteten Ruhemassen macht.
Ich verstehe was du meinst, aber so streng würde ich das nicht sehen. Mit dieser Begründung könntest du ja quasi das ganze Standard-Modell als Trick der mathematischen Physik bezeichnen.


Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
(2) Zur Erklärung der Massen der eigentlichen "Bausteine der Materie", der Hadronen (v.a. Neutron, Proton etc), trägt der Higgs-Mechanismus praktisch nichts bei. Hier spielen die Strom-Massen der Quarks, deren kinetische Energie und die Gluonen etc. eine Rolle.
Mag sein dass der Effekt des Higgs-Mechanismus gering ist bei diesen "Composite"-Teilchen, aber deshalb ist er doch nicht nur ein mathematischer Trick. Relativistische Effekte sind bei kleinen Energien auch nur gering und dennoch ist es kein mathematischer Trick oder?

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Auch hier wäre ich noch etwas vorsichtiger: es ist noch keineswegs eindeutig, ob es sich wirklich genau um das von Higgs vorhergesagte Boson handelt, oder nicht vielleicht um ein Boson, das Teil eines Multipletts von Higgs-Partikeln ist?
Spielt das eine Rolle bzgl. deiner Aussage? Obs ein Boson war, oder das Boson ist doch egal. Um den Higgs-Mechanismus als rein mathematisches Konstrukt zu überführen müsstest du mindestens diese Messergebnisse erklären ohne auf ein Higgs-Feld zurückgreifen zu müssen.
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  #5  
Alt 09.12.18, 15:07
Benutzerbild von TomS
TomS TomS ist offline
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Standard AW: Hat Energie Gewicht?

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
(1) Der Higgs-Mechanismus ist für mich keine fundamentale Erklärung, warum es Masse gibt ... verstehe ich nicht als "fundamental Begründung" ...
Das sehr ich genauso.

Zunächst hat man für 9 Fermionen (ohne die drei Neutrinos) 9 freie Massenparameter. Die Eichsymmetrie erzwingt einen anderen Mechanismus - den Higgsmechanismus. Danach hat man für 9 Fermionen 9 freie Kopplungsparameter. Eine bessere Erklärung ist das nicht.

Zitat:
Zitat von n4mbuG0t0 Beitrag anzeigen
Ich verstehe was du meinst, aber so streng würde ich das nicht sehen. Mit dieser Begründung könntest du ja quasi das ganze Standard-Modell als Trick der mathematischen Physik bezeichnen.
Na ja, so auch wieder nicht.

Der Higgsmechanismus erklärt jedenfalls 9 freie Parameter durch 9 andere, ebenfalls freie Parameter.

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
(2) Zur Erklärung der Massen der eigentlichen "Bausteine der Materie", der Hadronen (v.a. Neutron, Proton etc), trägt der Higgs-Mechanismus praktisch nichts bei. Hier spielen die Strom-Massen der Quarks, deren kinetische Energie und die Gluonen etc. eine Rolle.
Wobei dieser Mechanismus inzwischen recht gut verstanden ist und man die Hadronmassen sogar recht präzise auf Basis der QCD berechnen kann. Jedenfalls bietet die QCD hier eine echte Erklärung - so ähnlich wie das o.g. Beispiel mit dem Photonengas in der Kiste.

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
... es ist noch keineswegs eindeutig, ob es sich wirklich genau um das von Higgs vorhergesagte Boson handelt
Nach allem was wir wissen zeigt es bisher das für das Higgs vorhergesagte verhalten.

Zitat:
Zitat von n4mbuG0t0 Beitrag anzeigen
Spielt das eine Rolle bzgl. deiner Aussage? Um den Higgs-Mechanismus als rein mathematisches Konstrukt zu überführen müsstest du mindestens diese Messergebnisse erklären ohne auf ein Higgs-Feld zurückgreifen zu müssen.
Im Kontext dieses Threads ist das Higgs ziemlich irrelevant,- so wie auch der Higgsmechanismus an sich. Das o.g. Beispiel mit dem in einer Kiste enthaltenen Photonengas ist für das Verständnis ausreichend.
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«while I subscribe to the "Many Worlds" theory which posits the existence of an infinite number of Toms in an infinite number of universes, I assure you that in none of them am I dancing»

Geändert von TomS (09.12.18 um 15:35 Uhr)
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  #6  
Alt 09.12.18, 15:32
n4mbuG0t0 n4mbuG0t0 ist offline
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Standard AW: Hat Energie Gewicht?

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Zunächst hat man für 9 Fermionen (ohne die drei Neutrinos) 9 freie Massenparameter. Die Eichsymmetrie erzwingt einen anderen Mechanismus - den Higgsmechanismus. Danach hat man für 9 Fermionen 9 freie Kopplungsparameter. Eine bessere Erklärung ist das nicht.

...

Der Higgsmechanismus erklärt jedenfalls 9 freie Parameter durch 9 andere, ebenfalls freie Parameter.
Das sehe ich nicht so. Ich habe eine Theorie, das Standard-Modell. Damit ich die Massen konsistent darin unterbringe, brauche ich den Higgs-Mechanismus. Ich hatte vorher also 9 Massenparameter, allesamt nicht konsistent mit der Theorie welche ich benutzen will um die Physik dahinter zu beschreiben. Nun habe ich 9 freie Parameter, welche benutzt werden können die Massen zu erzeugen UND welche konsistent mit der Theorie sind.
Was nicht befriedigend ist, ist dass der Wert dieser freien Parameter bestimmt werden muss damit das alles so funktioniert und die Massen rauskommen welche ich suche. Aber das ist am Ende mit allen freien Parametern des Standard-Modells das Selbe. Wenn das also die Begründung sein soll, muss man das Standard-Modell an sich in Frage stellen (was natürlich legitim ist, ich will hier nicht abstreiten dass mir eine Theorie mit weniger freien Parametern lieber wäre).


Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Im Kontext dieses Threads ist das Higgs ziemlich irrelevant,- sie wie auch der Higgsmechanismus an sich. Das o.g. Beispiel mit dem in einer Kiste enthaltenen Photonengas ist für das Verständnis ausreichend.
Das stimmt natürlich, weshalb ich vorschlagen würde diesen Teil abzuspalten sofern wir das hier weiter diskutieren wollen.
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  #7  
Alt 09.12.18, 15:45
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TomS TomS ist offline
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Standard AW: Hat Energie Gewicht?

Zitat:
Zitat von n4mbuG0t0 Beitrag anzeigen
Das sehe ich nicht so. Ich habe eine Theorie, das Standard-Modell. Damit ich die Massen konsistent darin unterbringe, brauche ich den Higgs-Mechanismus.
Schau dir das Ganze mal nicht aus der Perspektive des „fertigen“ Standardmodells sondern eher historisch an:

QED: drei Massenparameter - passt
QCD: sechs Massenparameter - passt
Standardmodell inkl. schwacher WW: ??
Higgsmechanismus: neun Kopplungskonstanten - passt wieder - na ja ...
Neutrinomassen: ???

Es bleibt der Eindruck - insbs. wenn man die Renormierung der Higgsmasse usw. betrachtet - dass da etwas grundsätzlich nicht verstanden ist.

Ich gebe dir aber recht, dass aus Sicht des Standardmodells - wenn man damit begonnen hätte - die Defizite wohl weniger gravierend bewertet werden würden.

Und wie auch immer, das Higgsboson liefert ja weitere physikalische Phänomene, die experimentell nachgewiesen wurde, insbs. die Zerfallskanäle. Darüberhinaus resultieren aus den Loop-Diagrammen Korrekturterme, die es erlaubten, den zulässigen Massebereich einzuschränken.
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  #8  
Alt 09.12.18, 17:26
Hawkwind Hawkwind ist offline
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Standard AW: Hat Energie Gewicht?

Zitat:
Zitat von n4mbuG0t0 Beitrag anzeigen
...
Was nicht befriedigend ist, ist dass der Wert dieser freien Parameter bestimmt werden muss damit das alles so funktioniert und die Massen rauskommen welche ich suche. Aber das ist am Ende mit allen freien Parametern des Standard-Modells das Selbe. Wenn das also die Begründung sein soll, muss man das Standard-Modell an sich in Frage stellen (was natürlich legitim ist, ich will hier nicht abstreiten dass mir eine Theorie mit weniger freien Parametern lieber wäre).
...
Meine intuitive Erwartung ist, dass es eher eine Quantentheorie der Gravitation braucht, um das beobachtete Massenspektrum der Teilchen vorherzusagen.

Wie ist das mit der Lagrangedichte der QED? Auch dort haben wir Massenterme für Elektronen, die entsprechend gefittet werden. Niemand würde auf die Idee kommen, zu behaupten, dass die QED die Massen der Elektronen erklärt. Ich finde, die elektroschwache Theorie kann das auch nicht wesentlich überzeugender.

Was mich auch davon abhält, den Higgs-Mechanismus als Erklärung der Massen anzusehen, ist vielleicht auch meine Abneigung gegen die Flut populärer Artikel über das Higgs: "Masse als Reibung gegen den Higgs-Hintergrund" und so Zeugs. Sowas kann eher verwirren als helfen. Schließlich sind die Eichtheorien relativistisch und kennen keine bevorzugten Inertialsysteme.

---
... und in diesem Thread geht es ja um Masse und Relativistik; ich finde den Verweis auf das Higgs in diesem Kontext total abwegig.

Geändert von Hawkwind (09.12.18 um 17:48 Uhr)
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  #9  
Alt 09.12.18, 18:00
Hawkwind Hawkwind ist offline
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Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Nach allem was wir wissen zeigt es bisher das für das Higgs vorhergesagte verhalten.
Naja, Modelle mit nicht-minimalem Higgs-Sektor sind alles andere als ausgeschlossen durch die Beobachtung, oder?
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  #10  
Alt 09.12.18, 18:47
n4mbuG0t0 n4mbuG0t0 ist offline
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Standard AW: Hat Energie Gewicht?

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Meine intuitive Erwartung ist, dass es eher eine Quantentheorie der Gravitation braucht, um das beobachtete Massenspektrum der Teilchen vorherzusagen.
Da stimme ich dir zu.

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Wie ist das mit der Lagrangedichte der QED? Auch dort haben wir Massenterme für Elektronen, die entsprechend gefittet werden. Niemand würde auf die Idee kommen, zu behaupten, dass die QED die Massen der Elektronen erklärt. Ich finde, die elektroschwache Theorie kann das auch nicht wesentlich überzeugender.

Was mich auch davon abhält, den Higgs-Mechanismus als Erklärung der Massen anzusehen, ist vielleicht auch meine Abneigung gegen die Flut populärer Artikel über das Higgs: "Masse als Reibung gegen den Higgs-Hintergrund" und so Zeugs. Sowas kann eher verwirren als helfen. Schließlich sind die Eichtheorien relativistisch und kennen keine bevorzugten Inertialsysteme.
Nun das ist wohl eher ein Problem der Formulierung in den Medien.
Das Higgs-Feld erhebt nicht den Anspruch die Massen zu erklären.
Zuvor wusste man allerdings gar nicht wie diese Massen überhaupt existieren konnten (im Rahmen der Theorie, welche bereits einige Tests bestanden hat). Der Higgs-Mechanismus zeigt, wie das im Rahmen der Theorie möglich ist, mehr nicht.
Der Vergleich mit QED hinkt hier, denn hier sind die Massenterme nicht verboten, hier hat man sie als freie Parameter, und der Term ist nicht verboten.
Wie gesagt: Ich verstehe euren Standpunkt, aber ich würde nicht so streng sein und es als "Trick der mathematischen Physik" abtun. Es scheint mir schon etwas mehr zu sein. Evt. könnte man sagen der Higgs-Mechanismus hat einen "phänomenologischen" Touch, da er eine Möglichkeit bietet die Massen konsistent in die Theorie einzufügen, ohne diese Konkret herzuleiten.

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
---
... und in diesem Thread geht es ja um Masse und Relativistik; ich finde den Verweis auf das Higgs in diesem Kontext total abwegig.
Natürlich, weshalb ich auch erwähnte, dass man die Posts bzgl. unserer Diskussion evt. in einen anderen Thread ausgliedert. Das könnte sonst Verwirrung stiften.
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