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THEMA: Higgs und Licht

Higgs und Licht 13 Jul 2019 22:31 #53965

In den Erklärungen des Higgs Mechnismus wird oft das Beispiel von Partygästen genannt, die sich durch einen vollen Sall drängen. Abgesehen davon, dass dieses Bild nur die träge Masse erklärt und nicht die schwere Masse, habe ich noch ein Problem damit: Licht unterliegt ja nicht dem Higgs Feld, weswegen es sich auch mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann. Nun stelle ich mir vor, ich sperre Licht in einen verspiegelten Kasten. Das Licht würde aufgrund seiner Energie zur Gesamtenergie des Kastens und damit auch zu seiner Masse beitragen. Es trägt also zur Ruhemasse des Kasten und seiner Trägheit bei, obwohl es selbst kein Ruhemasse hat und nicht mit Higgs interagiert. Warum ist das kein Widerspruch?

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Higgs und Licht 13 Jul 2019 23:05 #53968

Manfred S,

Weil das Higgsfeld nur mit den Fermionen koppelt, sprich den materieaufbauenden Teilchen.
Mit den Wechselwirkungsteilchen, also den Bosonen, dazu zählt auch das Photon, hat es nix am Hut.
Die Energie, als Summe aus Ruheenergie der Fermionen und Bewegungsenergie der Bosonen bildet den Aufbau der Materie.
Das Higgs verleiht nur den Fermionen ihre Existenz.

Thomas
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Higgs und Licht 13 Jul 2019 23:05 #53969

Der Higgs-Mechanismus verleit die Ruhemasse. Es gibt aber noch weitere mögliche Ursache für Masse. Beispielsweise bei einem Proton oder bei einem Neutron kommt der größte Teil der Masse nicht durch die Ruhemasse der Quarks, sondern durch die Bindungsenergie (wegen E=mc²).

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Higgs und Licht 13 Jul 2019 23:38 #53973

Das trifft nicht ganz mein Problem. Das Photon oder jedes andere Boson beinflusst die Masse eines anderen Körper, weil es den Energieinhalt des Körper steigert, obwohl es selbst nicht dem Higgsfeld unterliegt. Möglicher weise ist auch diese Partybild, das man oft liest, irreführend und die Erklärung ist einfach, durch die Kopplung mit dem Higgsfeld wird potentielle Energie erzeugt. Oder habt Ihr von dem Partybild noch nichts gelesen, weil das zu unwissenschaftlich ist? Dann müsste ich das mal raussuchen.

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Higgs und Licht 14 Jul 2019 14:18 #53995

Hallo Manfred,

dann verstehe ich dein Problem irgendwie nicht... Das Bild stößt halt, wie alle Bilder, irgendwann an seine Grenzen.

Mal etwas anders formuliert: Masse und Energie sind äquivalent, sie fließen gemeinsam als Energiedichte \( T^{00} \) in den Energie-Impuls-Tensor ein, und dieser wiederum ist die Quelle der Gravitation. Die Ruhemasse hat daran nur einen geringen Anteil.

Das hat doch aber nichts mit dem Bild zu tun, wie die Ruhemasse an sich entsteht...

Manchmal richtig und falsch nur Bedeutung haben für kurze Zeit. Nach langer Zeit, nach Jahrzehnten, Jahrhunderten, dann wir sehen, was wirklich geschieht.
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Higgs und Licht 14 Jul 2019 21:58 #54020

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Manfred S schrieb: Das trifft nicht ganz mein Problem. Das Photon oder jedes andere Boson beinflusst die Masse eines anderen Körper, weil es den Energieinhalt des Körper steigert, obwohl es selbst nicht dem Higgsfeld unterliegt. Möglicher weise ist auch diese Partybild, das man oft liest, irreführend und die Erklärung ist einfach, durch die Kopplung mit dem Higgsfeld wird potentielle Energie erzeugt. Oder habt Ihr von dem Partybild noch nichts gelesen, weil das zu unwissenschaftlich ist? Dann müsste ich das mal raussuchen.

Also soweit ich mich erinnern kann, hat dieses Bild ein Physiker (ich glaube sogar Higgs selbst) für eine Pressekonferenz kurzfristig für die Journalisten und für Politiker "erfinden" müssen. Und außerdem war damit vor allem der Higgs-Mechanismus gemeint, also der grundsätzliche Vorgang der Symmetriebrechung und der fand eben nur einmal, angeblich kurz nach dem Urknall statt.

MfG
WL01
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WL01

Higgs und Licht 14 Jul 2019 23:01 #54022

Vielleicht ein kleiner Hinweis an dieser Stelle:
In den Downloads unserer Seite findet sich ein Beitrag zum Thema Higgsvakuumerwartungswert.

Das ist die mathematische Begründung für den Potentialverlauf des Mexican Hut. Und der Wert, der am Ende steht, dimensionslos, 5,6 x 10 hoch - 4 ist der Abstand zwischen der Potentialspitze und der Senke der Hutkrempe.

Das ist die Beschreibung der „In sich in die Existenz werfen des Higgsfeldes“.

Bitte nachlesen.

In Einheiten der Planckzeit davor war die Energiedichte so hoch, dass dort supersymmetrische Verhältnisse herrschten.

Dort und da gab es weder Teilchen noch Photonen, sondern nur Energie auf kleinstem Raum.

Vielleicht ist dort das Verständnisproblem beheimatet, denn wir machen den Begriff Energie ja an der Materie oder der ruhemasselosen Strahlung fest.
Diese Unterscheidung gab es am Anfang nicht.

Die Energieform, die da substanziell vorherrschte, erschließt sich mir auch nicht.

Wenn die QM da wirklich eine Rolle gespielt hat, dann kann es nur so gewesen sein, dass Energie nur bosnischen Charakter gehabt haben kann, denn Bosonen kann man beliebig viel an einem Ort anhäufen und somit verdichten.

Also, was bedeutet der Begriff Energie zum Zeitpunkt 0?

Thomas
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Higgs und Licht Gestern 10:41 #54030

wl01 schrieb:

Manfred S schrieb: . Und außerdem war damit vor allem der Higgs-Mechanismus gemeint, also der grundsätzliche Vorgang der Symmetriebrechung und der fand eben nur einmal, angeblich kurz nach dem Urknall statt.

Nein, dieses "Partybild" soll die Erzeugung von Masse dadurch erklären, dass sich jemand (ein Fermion) durch Partygäste (Higgs Feld) drängeld und durch die Partygäste abgebremst wird. Das erklärt m.E.nur die Trägheit und nicht die Schwere und es hört sich so an, als sei hier ein sehr spezieller Mechanismus am Werk. Mit der Symmetriebrechung am Anfang des Universums hat das Bild nichts zu tun.

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Higgs und Licht Gestern 12:58 #54034

Manfred S schrieb: Nein, dieses "Partybild" soll die Erzeugung von Masse dadurch erklären, dass sich jemand (ein Fermion) durch Partygäste (Higgs Feld) drängeld und durch die Partygäste abgebremst wird. Das erklärt m.E.nur die Trägheit und nicht die Schwere und es hört sich so an, als sei hier ein sehr spezieller Mechanismus am Werk. Mit der Symmetriebrechung am Anfang des Universums hat das Bild nichts zu tun.


Eigentlich doch sogar eine bekannte Persönlichkeit, um sie sich eine Menschentraube bildet, oder?

Unabhängig davon: Da in der ART träge und schwere Masse dasselbe sind (Äquivalenzprinzip), erklärt es beides. Die Frage war eigentlich nur in der Newton‘schon Mechanik offen, da sich dieser Zusammenhang dort nicht direkt aus der Theorie ergibt, sondern nur durch Messungen belegt werden konnte.

Manchmal richtig und falsch nur Bedeutung haben für kurze Zeit. Nach langer Zeit, nach Jahrzehnten, Jahrhunderten, dann wir sehen, was wirklich geschieht.

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Higgs und Licht Gestern 13:13 #54036

Arrakai schrieb:

Eigentlich doch sogar eine bekannte Persönlichkeit, um sie sich eine Menschentraube bildet, oder?

Unabhängig davon: Da in der ART träge und schwere Masse dasselbe sind (Äquivalenzprinzip), erklärt es beides. Die Frage war eigentlich nur in der Newton‘schon Mechanik offen, da sich dieser Zusammenhang dort nicht direkt aus der Theorie ergibt, sondern nur durch Messungen belegt werden konnte.

Zur bekannten Persönlichkeit hast Du Recht. Das Äquivalenzprinzip heranzuziehn scheint mir zu simpel. Denn so wie das Bild es darstellt, wird die träge Masse nur simuliert. Es sieht so aus, als ob eine träge Masse da ist.

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Higgs und Licht Gestern 13:20 #54037

Arrakai schrieb:

Manfred S schrieb: Nein, dieses "Partybild" soll die Erzeugung von Masse dadurch erklären, dass sich jemand (ein Fermion) durch Partygäste (Higgs Feld) drängeld und durch die Partygäste abgebremst wird. Das erklärt m.E.nur die Trägheit und nicht die Schwere und es hört sich so an, als sei hier ein sehr spezieller Mechanismus am Werk. Mit der Symmetriebrechung am Anfang des Universums hat das Bild nichts zu tun.


Eigentlich doch sogar eine bekannte Persönlichkeit, um sie sich eine Menschentraube bildet, oder?

Unabhängig davon: Da in der ART träge und schwere Masse dasselbe sind (Äquivalenzprinzip), erklärt es beides. Die Frage war eigentlich nur in der Newton‘schon Mechanik offen, da sich dieser Zusammenhang dort nicht direkt aus der Theorie ergibt, sondern nur durch Messungen belegt werden konnte.

Ich wollte mir hier nur die Syntax ansehen um mein Zitieren zu verbessern. Leider ist das dann aus Versehengesendet. Ich kann es nicht löschen.

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Higgs und Licht Gestern 13:21 #54038

@Manfred

Ich erinnere an deine Aussage:

Das erklärt m.E.nur die Trägheit und nicht die Schwere


Wenn es die Trägheit erklärt, dann auch die träge Masse. Wenn es die träge Masse zeigt, dann zeigt es auch die schwere Masse. Also entweder beides oder keins von beidem...

Ansonsten passt an dieser Stelle m.E. noch mal der Hinweis, dass jedes Bild spezielle Sachverhalte veranschaulicht, aber nicht alle. Alle Aussagen einer Theorie können nur durch das Verständnis der eigentlichen Theorie verstanden werden (und da ist mir persönlich der Higgs-Mechanismus auf jeden Fall zu kompliziert...). Ich denke einfach, dass du das Bild hier etwas überstrapazierst...

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Higgs und Licht Gestern 17:15 #54052

Das Partybild erzeugt keine träge Masse, sondern es lässt ein Teilchen sich so verhalten, als hätte es träge Masse. Das wäre dann eine Simulation oder ein Bluff. Daher erklärt das Bild auch nicht die schwere Masse. Das wäre so, als ob man eine Feder am Teilchen befestigt und so daran zieht, dass es so aussieht als wäre es viel träger. Daher die Frage: was genau ist am Partybild falsch und wie funktioniert Higgs wirklich und zwar jetzt und nicht am Anfang des Universums? (Das habt Ihr wahrscheinlich schon diskutiert. Dann wäre ein Hinweis ausreichend.)

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