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LHC: b-Quark-Zerfall bricht Symmetrie: Lepton-Universalität | Josef M. Gaßner 01 Apr 2021 18:22 #408

  • Anonymus
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„Wenn die Lepton-Universalität verletzt ist, wenn die nicht identisch koppeln an diese Quantenfelder - elektroschwach….Wer koppelt dann hier noch mit?“ fragen Sie in ihrem neuesten Video "LHC: b-Quark-Zerfall bricht Symmetrie: Lepton-Universalität | Josef M. Gaßner (ab 21 min 30 sec)"

Es wird berichtet, eine Möglichkeit [unter vielen anderen], die Ergebnisse zu erklären, ist, dass ein bisher unentdecktes Teilchen, das Theoretiker als LEPTOQUARK* kennen, beteiligt sein könnte."

Was halten Sie von Leptoquarks als Erklärungsmöglichkeit?

P.S.: Mir sind diese hypothetischen, bislang nicht experimentell nachgewiesenen Leptoquarks (X- und Y-Bosonen) zuletzt in einer Dia-Präsentation zur „Temperaturentwicklung des Universums“ aufgefallen, da diese bereits in der GUT Ära vor der Inflation postuliert werden.

LHC: b-Quark-Zerfall bricht Symmetrie: Lepton-Universalität | Josef M. Gaßner 02 Apr 2021 06:12 #413

  • Josef M. Gaßner
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Noch ist es nur eine Beobachtung (3 sigma) und kein Nachweis (5 sigma). Natürlich schießen sofort Hypothesen ins Kraut - bereits in der Originalpublikation ist die Rede von Leptoquarks und Sie finden auch einen Feynmangraphen hierzu (Seite 1, Figure 1) - aber das scheint mir verfrüht.
Im nächsten Schritt sollten wir mehr Daten analysieren. Obwohl sich der LHC noch eine Weile im shutdown befindet, gibt es ausreichend bestehendes Datenmaterial und auch der SuperKEKB in Tsukuba produziert bereits B+ Mesonen um den Fall weiter zu studieren.
Konkret zu Ihrer Frage: Ja, Leptoquarks sind eine Möglichkeit, ein neutrales schweres Boson, das eine fünfte Grundkraft vermittelt, Supersymmetrische Teilchen, Zusatzdimensionen, etc. Ich hatte ja im Video angesprochen, dass wir hier die ganze Palette spielen können. Aber gerade deshalb schlage ich vor erstmal die weitere Entwicklung abzuwarten. Ich habe schon einige 3-sigma-Beobachtungen kommen und gehen sehen.
Letzte Änderung: von Josef M. Gaßner. (Notfallmeldung) an den Administrator

LHC: b-Quark-Zerfall bricht Symmetrie: Lepton-Universalität | Josef M. Gaßner 04 Apr 2021 14:17 #419

  • Anonymus
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Wie wirkt sich das Massenverhältnis der Leptonen auf die Wahrscheinlichkeiten für deren Erzeugung aus?
Beim Zerfall des Bottoms in ein Strange dürften 4,084 GeV/c² frei werden. Das reichte für 4000 Elektron/Positon Paare, aber nur für 19,3 Myon/Antonmyon oder nur 1,4 Tauon/Antitauon Paare.
Warum sind die erwarteten Wahrscheinlichkeiten trotz des Masseunterschieds genau 1:1 ?

LHC: b-Quark-Zerfall bricht Symmetrie: Lepton-Universalität | Josef M. Gaßner 04 Apr 2021 16:00 #421

  • Josef M. Gaßner
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Die Umwandlung des Anti-b in ein Anti-s erfolgt im ersten Schritt über ein geladenes Boson: das W+. Der zweite Schritt wird von einem neutralen Boson vermittelt - entweder ein Photon oder ein Z0. Im dritten Schritt wird daraus ein Lepton-Antilepton-Paar. Alle Kopplungen hierbei sind in erster Ordnung elektroschwach dominiert. Alle Leptonen koppeln wiederum identisch stark elektroschwach. Alle Loops virtueller Teilchen innerhalb der Kette kümmern sich eh nicht um die Energien - sogar die Energieerhaltung darf verletzt werden (off-shell). Die Masse spielt deshalb eine unbedeutende Rolle.
Tatsächlich würde das Standardmodell aber eine Abweichung von etwa einem Prozent erlauben - durch Terme höherer Ordnung.
Beim Separieren des Backgrounds sind die Masseterme wesentlich unangenehmer - insbesondere muss man darauf achten, "falsche" Pionen geeignet zu verbuchen. Ich hatte ja im Video bereits kurz erklärt, dass man sowohl für die Elektronen als auch für die Myonen erst einen Quotienten aus nichtresonanten zu resonanten Ereignissen erstellt um die systematischen Fehler zu minimieren.
Ich denke das Missverständnis rührt daher, dass wir hier NICHT die vorhandene Energie direkt in ein Teilchen-Antiteilchenpaar umwandeln, sondern eine (virtuelle) Kaskade entlang elektroschwacher Kopplung verläuft.

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