Welcome, Guest. Please login or register.

Autor Subiect: Bozonul Higgs  (Citit de 265406 ori)

0 Membri şi 1 Vizitator vizualizează acest subiect.

ionut

  • Vizitator
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #30 : Iunie 09, 2008, 10:09:13 a.m. »
      Buna Android,

     
Nu am înţeles niciodată impulsul acela. Cred că este punctul meu slab. Explică-mi tu te rog, Adi.

     Cert este ca pentru particule fara masa nu poti folosi formula E=mc2 datorita unui motiv evident, energia ar fi mereu zero. Daca particula noastra nu are masa este intr-adevar un pic dificil sa ne construim o imagine intuitiva asupra ei. Dar putem face o analogie. Fotonul este o oscilatie, o unda la fel ca un val pe apa sau ca sunetul in aer. Fotonul este si el o oscilatie, o unda, dar in ce mediu? In vid? Vidul nu este ceva foarte simplu si usor de explicat. Asa cum este el construit teoretic vidul este umplut cu particule virtuale, toate campurile existente in natura, etc. (cam cu orice ar avea nevoie un fizician atunci cand construieste o teorie :) ). Fotonii si toti bozonii de schimb sunt valurile care se propaga in aceste campuri. Ca orice oscilatie (am invatat asta la liceu) fotonii au si ei o perioada, sau o frecventa. In mecanica cuantica aceasta frecventa este proportionala cu energia fotonului
     E = h \nu,   (1)
    unde h este constanta lui Planck iar \nu este frecventa (\nu e litera greceasca).
   De Broglie a introdus o formula faimoasa care postuleaza dualitatea unda-particula. Ea spune ca orice particula are asociata o lungime de unda prin formula
       \lambda = h/P, (2)
unde \lambda este lungimea de unda si P este impulsul. Stim ca in cazul luminii frecventa este legata de lungimea de unda prin formula \nu = c/\lambda. Daca combinam formula (2) si formula (1) obtinem exact E = pc.

ionut

  • Vizitator
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #31 : Iunie 09, 2008, 10:25:51 a.m. »
Bozonul Higgs este o particulă care interacţionează cu celelalte particule dându-le masă. De ce avem nevoie de el? Şi alte particule interacţionează cu alte particule fără a le da masă. Întrebarea este cum interacţionează bozonul Higgs cu celelalte particule. Bozonul Higgs acţionează şi asupra particulelor fără sarcină, deci interacţiunea electromagnetică este exclusă. Cele două forţe nucleare iar sunt excluse deoarece bozonul Higgs interacţionează cu ele şi de la distanţă. Rămâne forţa gravitaţională. Poate bozonul Higgs să interacţioneze cu celelalte particule prin gravitoni?
   Este o intrebare interesanta. Ai reusit sa pui intr-un anume fel una din intrebarile deschise ale omenirii, si anume: este masa inertiala acelasi lucru cu masa gravitationala?   Masa inertiala, dupa cum stii o intelegem ca pe o marime a rezistentei unui corp la schimbarea vectorului sau viteza. Masa gravitationala ne da capacitatea pe care un corp o are de a interactiona gravitational.
   Din masuratorile actuale s-a constatat ca masa inertiala este egala cu masa gravitationala, in erorile experimentale (care sunt foarte mici la nivel macroscopic). Totusi, la nivel microscopic, constatam ca gravitatia este o forta extrem de slaba comparativ cu toate celelalte forte. De altfel ea nici nu este inclusa in Modelul Standard. De aceea in fizica particulelor elementare se foloseste doar notiunea de masa inertiala. Nu stim inca daca gravitatia joaca un rol important, si nu stim daca bozonul Higgs are vreo legatura cu gravitonii. Oricum, coincidenta dintre masa inertiala si masa gravitationala pe care o constatam la nivel macroscopic este una foarte interesanta care da de gandit multor fizicieni. Sper ca in secolul asta sa aflam mai multe pe acest subiect. Exista cateva proiecte de experimente pentru masurarea undelor gravitationale dar acestea sunt inca la inceput de drum.

Offline Adi

  • Global Moderator
  • *****
  • Mesaje postate: 11298
  • Popularitate: +15/-7
    • Site personal Adrian Buzatu
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #32 : Iunie 09, 2008, 11:56:48 p.m. »
Buna Android. Ionut a raspuns foarte frumos. Trebuie sa studiezi fizica de a noua sa o intelegi toata. Impusulsul este masa ori viteza. Cand nu actioneaza nici o forta asupra unui corp, se conserva impusul. Daca consideram ca particula este o unda, atunci impusulul este constanta lui Planck (h) impartita la lungimea de unda (lambda), asa cum a spus si Ionut. Conservarea impusului unui sistem vine din faptul ca legile fizicii sunt la fel in orice punct in Univers. Ce anume exact nu intelegi despre impuls? Ce anume ai studiati deja despre impuls? Nu uita ca vine bacul, si acolo nu te intreaba de bozoni Higgs. Momentan nu pari capabil sa iei bacul la fizica. Ai grija sa inveti bazele, altfel nu vei deveni un fizician, ci un filosof.
Pagina personala: http://adrianbuzatu.ro

T1000_Android

  • Vizitator
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #33 : Iunie 10, 2008, 06:47:35 a.m. »
Este uşor de reţinut că p=m*v. Nu îl pot vizualiza de asta am spus că nu pot să-l înţeleg. Cum adică: Daca consideram ca particula este o unda”? Nu sunt alcătuite undele din particule? Adică o undă electromagnetică nu este alcătuită din fotoni? De ce în cazul unei unde p = lambda*h? Cu constanta lui Planck nu se calculează o probabilitate?

Ionuţ, mulţumesc pentru explicaţii. Ce se înţelege prin masă inerţială?
Eu înţeleg: dacă punem un corp de masă m pe o bucată de ciment, el va exercita o anumită presiune. Dacă acelaşi corp de masă m zboară în spaţiu fără să fie influenţat de vreun câmp gravitaţional şi în faţa sa apare aceeaşi bucată de ciment el va exercita aceeaşi presiune pe acea bucată de ciment la o anumită viteză? Cum ştim la ce viteză presiunea este egală în ambele cazuri?

Offline Adi

  • Global Moderator
  • *****
  • Mesaje postate: 11298
  • Popularitate: +15/-7
    • Site personal Adrian Buzatu
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #34 : Iunie 10, 2008, 07:11:49 a.m. »
p in formulele de mai sus e impulsul, nu presiunea. Pentru a raspunde la intrebarile de mai sus, trebuie sa studiezi fizica! Nu merge doar ascultand cuvinte fara formule de la noi. Trebuie sa iei fizica de la zero! Incep sa ma repet si obosesc. Esti incapatanat rau. Deci, trebuie sa ne dai raport zilnic sau saptamanal ce ai invatat din fizica si noi sa te coordonam mai departe, altfel nu vei trece de stadiul de filosofie. Iti lipsesc conceptele de baza! Nu stii ce sunt undele! Nu stii ce este impulsul! Si totusi, vrei sa fii fizician care studiaza laserele. Pentru asta trebuie sa studiezi fizica de la zero.
Pagina personala: http://adrianbuzatu.ro

ionut

  • Vizitator
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #35 : Iunie 10, 2008, 11:55:25 a.m. »
Este uşor de reţinut că p=m*v. Nu îl pot vizualiza de asta am spus că nu pot să-l înţeleg. Cum adică: Daca consideram ca particula este o unda”? Nu sunt alcătuite undele din particule? Adică o undă electromagnetică nu este alcătuită din fotoni? De ce în cazul unei unde p = lambda*h? Cu constanta lui Planck nu se calculează o probabilitate?
   Buna, undele sunt oscilatii care se propaga intr-un mediu. Daca vrei, fotonul este o singura unda care poate fi mai mare (imagineaza-ti un val pe care se face surfing) sau poate fi mai mica (valurile de pe un lac).
   p = lambda*h este gresit. In postarea mea eu am scris "lambda = h/P" ceea ce duce la P = h/lambda. Constanta lui Planck nu "calculeaza" o probabilitate pentru ca dimensional ea reprezinta de fapt "actiunea". Actiunea este o marime care dupa cum vezi din formulele de aici este un fel de impuls inmultit cu lungimea sau (daca facem cateva calcule) energie inmultita cu timpul.

Ionuţ, mulţumesc pentru explicaţii. Ce se înţelege prin masă inerţială?
Eu înţeleg: dacă punem un corp de masă m pe o bucată de ciment, el va exercita o anumită presiune. Dacă acelaşi corp de masă m zboară în spaţiu fără să fie influenţat de vreun câmp gravitaţional şi în faţa sa apare aceeaşi bucată de ciment el va exercita aceeaşi presiune pe acea bucată de ciment la o anumită viteză? Cum ştim la ce viteză presiunea este egală în ambele cazuri?
   Scuze daca nu am fost foarte clar cand am definit masa inertiala. Sa zicem ca avem o suprafata plana acoperita cu gheata (frecarile sunt neglijabile). Pe gheata asezam cateva obiecte cu mase diferite, sa zicem un puc de hochei cu masa de 100g, o sanie cu masa de 3 Kg si o bucata mare de metal cu masa de 500 Kg. Neglijam fortele de frecare pentru toate obiectele cu gheata. Acum imagineaza-ti ca incerci sa impingi cele 3 obiecte. Diferenta pe care o sa o simti de la pucul de 100 g pana la bucata de metal de 500 Kg se numeste masa inertiala. Daca ai incerca sa ridici obiectele de jos atunci ai simti masa gravitationala.
  Iti mai dau un exemplu. Esti tot pe gheata, dar de data asta te dai cu patinele. Deodata o persoana vine spre tine cu o anumita viteza si va ciocniti. Energia impactului si durerea generata este direct proportionala cu masa inertiala a celui care te loveste pentru ca tu stand in fata ai incercat sa-i modifici starea de miscare rectilinie si uniforma :). Masa gravitationala o sa o simti eventual daca acea persoana cade si peste tine :D

Offline Adi

  • Global Moderator
  • *****
  • Mesaje postate: 11298
  • Popularitate: +15/-7
    • Site personal Adrian Buzatu
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #36 : Iunie 10, 2008, 04:57:59 p.m. »
   Scuze daca nu am fost foarte clar cand am definit masa inertiala. Sa zicem ca avem o suprafata plana acoperita cu gheata (frecarile sunt neglijabile). Pe gheata asezam cateva obiecte cu mase diferite, sa zicem un puc de hochei cu masa de 100g, o sanie cu masa de 3 Kg si o bucata mare de metal cu masa de 500 Kg. Neglijam fortele de frecare pentru toate obiectele cu gheata. Acum imagineaza-ti ca incerci sa impingi cele 3 obiecte. Diferenta pe care o sa o simti de la pucul de 100 g pana la bucata de metal de 500 Kg se numeste masa inertiala. Daca ai incerca sa ridici obiectele de jos atunci ai simti masa gravitationala.
  Iti mai dau un exemplu. Esti tot pe gheata, dar de data asta te dai cu patinele. Deodata o persoana vine spre tine cu o anumita viteza si va ciocniti. Energia impactului si durerea generata este direct proportionala cu masa inertiala a celui care te loveste pentru ca tu stand in fata ai incercat sa-i modifici starea de miscare rectilinie si uniforma :). Masa gravitationala o sa o simti eventual daca acea persoana cade si peste tine :D

Ionut, ai explicat foarte bine si foarte clar diferenta dintre masa intertiala si masa gravitationala. Ai talent inascut de popularizator al stiintei ... :)
Pagina personala: http://adrianbuzatu.ro

Offline Adi

  • Global Moderator
  • *****
  • Mesaje postate: 11298
  • Popularitate: +15/-7
    • Site personal Adrian Buzatu
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #37 : Iunie 20, 2008, 06:54:55 a.m. »
Ce ziceti de caricatura asta despre bozonul Higgs cautat la LHC in curand?
http://xkcd.com/401/
Pagina personala: http://adrianbuzatu.ro

Offline Adi

  • Global Moderator
  • *****
  • Mesaje postate: 11298
  • Popularitate: +15/-7
    • Site personal Adrian Buzatu
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #38 : Iulie 07, 2008, 01:20:10 a.m. »
Iata un articol pe un blog romanesc despre bozonul Higgs.

http://povestea-vorbei.blogspot.com/2008/04/particula-lui-dumnezeu.html
Pagina personala: http://adrianbuzatu.ro

Offline Adi

  • Global Moderator
  • *****
  • Mesaje postate: 11298
  • Popularitate: +15/-7
    • Site personal Adrian Buzatu
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #39 : August 04, 2008, 09:17:37 p.m. »
Pregres important spre descoperirea bozonului Higgs la Fermilab. Experimentele CDF şi DZero, lucrând împreună, pentru prima dată în ultimii zece ani, au spus clar: iată un loc unde bozonul Higgs nu poate exista! (cu o probabilitate de 95%, cum se face de obicei). Cu alte cuvinte, una din valorile posibile pentru masa bozonului Higgs a fost eliminată. Pe viitor, alte valori vor fi eliminate. Experimentele de la Fermilab arată astfel că au puterea de a descoperi bozonul Higgs. Rezultatul este anunţat chiar zilele acestea la cea mai mare conferinţă anuală de fizica particulelor care are loc in Philadelphia, SUA.

Iata mai jos traducerea ma a declaraţiei de presă a Fermilabului. Declaraţia originală o puteţi citi aici.


Fermilab se apropie şi mai mult de bozonul Higgs

(coroborand eforturile lor, experimentele CDF si DZero de la Fermialb patrund în teritoriul bozonului Higgs)

Batavia, Illionois, SUA. Oamenii de ştiinţă de la experimentele CDF şi DZero de la laboratorul american Fermilab coordonat de Departamentul de Energie al SUA au combinat datele experimentale obţinute cu ajutorul acceleratorului Tevatron, reuşind să realizeze progrese în căutarea bozonului Higgs mult căutat. Rezultatele lor indică că cercetătorii de la Fermilab au reuşit, pentru prima dată, să excludă existenţa unui bozon Higgs cu masa de 170 GeV/c2, aceasta cu o probabilitate de 95%. Această valoare se află aproape la mijlocul intervalului de mase indicate de experimente precedente ca fiind posibile pentru bozonul Higgs. Acest rezultat nu numai restrange valorile posibile pentru masa bozonului Higgs, dar demonstrează de asemenea că experimentele de la Tevatron au potenţialul de a vedea semnalul bozonului Higgs.

"Aceste rezultate înseamnă că experimentele de la Tevatron au şanse reale de a descoperi bozonul Higgs", spune Pier Odonne, directorul laboratorului Fermilab.

Avantajul combinarii datelor obţinute de cele două experimente este dublarea cantităţii de date experimentale faţă de cât ar avea un singur experiment. În plus, permite fiecărui experiment să compare rezultatele lor cu cele ale celuilalt experiment şi să îşi confirme propriile rezultate. În viitorul apropiat, experimentatorii de la Fermilab se aşteaptă să poată testa tot şi tot mai mult din intervalul de valori disponibil pentru masa bozonului Higgs.

Modelul Standard al particulelor şi interacţiilor lor, adică modelul teoretic al fizicii particulelor, prezice existenţa unei particule, bozonul Higgs, care interacţionează cu alte particule pentru a oferi masă materiei. Mecanismul exact prin care materia primeşte masă nu este însă cunoscut. Descoperirea bozonului Higgs ar ajuta la lămurirea acestui mister fundamental al naturii.

Fiecare din experimentele CDF şi DZero sunt formate din aproximativ 600 de fizicieni de la universităţi şi laboratoare din Statele Unite şi din lumea întreagă. În prezenet, laboratorul Fermilab doreşte şi cere finanţare pentru ca experimentele de la Tevatron să continue să opereze şi în 2010. Astfel, fiecare din cele două experimente ar avea timp să îşi dubleze încă o dată cantitatea de date experimentale colectate şi astfel să îşi îmbunătăţească şansele de a descoperi bozonul Higgs.

Pe de altă parte, oamenii de ştiinţă aşteaptă începerea activităţii la acceleratorul Large Hadron Collider la CERN, laboratorul european de fizica particulelor, la Geneva, până la sfârşitul anului acestuia. Observarea bozonului Higgs este de asemenea unul din scopurile experimentelor de la acest accelerator de particule.

În prezent, atât acceleratorul Tevatron, cât şi cele două experimente, CDF şi DZero, funcţionează excelent. Acceleratorul Tevatron bate record după record în privinţa luminozităţii, adică a numărului de coliziuni proton-antiproton de energie înaltă pe care le produce. Aceasta este foarte util, căci cu cât au loc mai multe astfel de coliziuni, cu atât creşte şansa observării bozonului Higgs. În plus, cele două experimente şi-au îmbunătăţit constant tehnicile de analiza datelor experimentale, astfel încât CDF şi DZero au reuşit să îmbunăţească şansa de a observa bozonul Higgs încă şi mai mult decât ar fi fost numai cu acumularea de noi date experimentale.

"Programul experimental de la Fermilab merge la viteză maximă", spune Dennis Kovar, directorul Biroului pentru Fizica Energiilor Înalte de la Departamentul pentru Energie al SUA. "Numai anul trecut, cele două experimente, CDF şi DZero, au produs 77 de lucrări de doctorat şi 100 de articole ştiinţifice care extind frontiera cunoaşterii umane în domeniul fizicii energiilor înalte"-

Acest nou rezultat despre bozonul Higgs este unul din cele aproximativ 150 de rezultate de la cele două experimente care vor fi anunţate la Conferinţa Internaţională a Fizicii Energiilor Înalte (n.t. cea mai mare conferinţă din lume din domeniul fizicii particulelor, International Conference of High Energy Physics, sau ICHEP), care se ţine la Philadelphia, în Statele Unite, între 29 iulie şi 5 august 2008.

"Descoperirea bozonului Higgs ar răspunde la una din marile întrebări de astăzi ale fizicii", spune Joseph Dehmer, directorul Secţiunii de Fizică de la National Science Foundation. (n.t. Agenţia guvernamentala a SUA care alături de Biroul pentru Energie al SUA finanţează cercetările de la laboratorul Fermilab). Mai avem încă multe de auzit de la acceleratorul Tevatron".

Note către editori.

Acceleratorul Tevatron este acceleratorul cu cea mai mare energie din lume. Este localizat la laboratorul Fermilab de lângă Chicago, care este finanţat de Departamentul de Energie al SUA (DOE) şi de National Science Foundation. Laboratorul este operat de o uniune de universtităţi, sub un contract cu DOE.

CDF exste un experiment internaţional cu 635 de fizicieni, provenind de la 63 de instituţii în 15 ţări. DZero este tot un experiment internaţional cu 600 de fizicieni, de la 90 de institute din 18 ţări. Finanţarea cercetărilor de la CDF şi DZero vine de la Biroul pentru Ştiinţă al Departamentului de Energie  (DOE), Agenţia Naţională pentru Ştiinţă (National Science Foundation) şi de la un număr de agenţii de finanţare ale altor ţări.  




« Ultima Modificare: Iunie 01, 2012, 05:10:35 p.m. de Scientia »
Pagina personala: http://adrianbuzatu.ro

ionut

  • Vizitator
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #40 : August 05, 2008, 09:26:15 a.m. »
     Adi, undeva in postul de mai sus spui (sau articolul spune) ca masa de 170 GeV a fost exclusa pentru bozonul Higgs cu un nivel de confidenta de 95%. Ce inseamna asta? Rezultatul precedent care combina toate datele spunea ca masa Higgs nu poate fi mai mica decat aproximativ 110 GeV. Inseamna ca cei de la Tevatron au exclus si intervalul 110-170 GeV sau au exclus doar o regiune cinematica din jurul lui 170 GeV?

Offline Adi

  • Global Moderator
  • *****
  • Mesaje postate: 11298
  • Popularitate: +15/-7
    • Site personal Adrian Buzatu
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #41 : August 05, 2008, 02:43:49 p.m. »
Foarte buna intrebare, Ionut. Merita clarificat. Cei de la Fermilab au exclus valoarea de 170 si o zona foarte mica in jurul ei. Bozonul Higgs poate sa fie acum intre 114 si 169 si intre 171 si cam 200 GeV.



Pentru prima data dupa LEP chiar s-a exclus un mic interval de valori posibile ale masei, ceea ce arata ca senzitivitatea creste. In curand, cu noi date, se va elimina un interval tot mai mare in jurul lui 170, sau se va observa bozonul Higgs acolo.

In diagrama asta, un interval mic centrat pe 170 depaseste in sus linia albastra.



95% inseamna "doi sigma". Cand se fac excluderi de intervale posibile, in toate articolele asa se citeaza excluderile, la doi sigma. Dar daca vedeau acolo un semnal, atunci trebuia sa mai investigheze si cand erau siguri la "trei sigma", adic la cam 99%, atunci trebuie sa spuna ca au "evidence for" (dar nu descoperire), iar la "cinci sigma" se spune "descoperire sau observatie".
Pagina personala: http://adrianbuzatu.ro

ionut

  • Vizitator
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #42 : August 05, 2008, 04:06:51 p.m. »
     Din ce cauza analiza lor a exclus doar o mica regiune din jurul valorii lui 170 GeV? Faptul ca CDF e capabil sa masoare un eventual Higgs cu o masa de 170 de GeV dar nu poate in intervalul 114 - 170 ma face sa banuiesc ca e din cauza ca au sensibilitate doar la anumite canale de dezintegrare a bozonului Higgs, asa e? Probabil ca statistica pe care o au nu le permite inca investigarea canalelor "murdare" (dezintegrarea in perechi de cuarci bottom de exemplu).

Offline Adi

  • Global Moderator
  • *****
  • Mesaje postate: 11298
  • Popularitate: +15/-7
    • Site personal Adrian Buzatu
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #43 : August 05, 2008, 05:12:41 p.m. »
Buna Ionut, ai intuit bine. Exista diferite canale de productie si de dezintegrare care sunt analizate. Fiecae da un grafic precum cel de mai sus. Apoi sunt puse toate impreuna si da un grafic final. Dar diferite regiuni ale graficului final sunt dominate de unele canale.

Cand masa bozonului Higgs este intre 115 si 135 GeV, el se dezintegreaza in o pereche de cuarc bottom - anticuarc bottom. Acolo este cel mai probabil ca se afla bozonul Higgs, dar este cel mai greu de analizat. De aceea fizicienii cauta procese in care un bozon Higgs se produce impreuna cu un bozon W sau cu un bozon Z, acestia din urma fiind mai usor de detectat prin produsii lor de dezingegrare (electron si neutrino sau muon si neutrino pentru W sau electron-antielectron sau muon-antimuon sau neutrino-antineutrino pentru Z). Eu lucrez in cautarea WH.

Cand masa bozonului Higgs este mai mare de 135 GeV, atunci domina procesul dezintegrarii bozonului Higgs in doi bozoni W si cand fiecare W se duce in un electron-neutrino sau muon-neutrino, acestia sunt usor de identificat, caci nu sunt si cuarci prezenti. Astfel, experimentele de la Tevatron au sansa mai mare sa gaseasca bozonul Higgs daca bozonul Higgs are masa mare.

Acum pentru prima data au putut raspunde la intrebarea: daca are masa de 170, exista sau nu? Daca exista, l-ar fi vazut. Cum nu l-au vazut, inseamna ca nu exista (atentie, afirmatie cu sansa de 95% sa fie adevarata).

Au eliminat doar o mica regiune in jurul lui 170 si este acel mic interval in linie neagra deasupra liniei. Este pentru prima dat de la LEP incoace, adica in ultimii 10 ani, cand se spune ceva concret despre bozonul Higgs. Marturiseste ca tehnicile de analiza devin tot mai bune. In cateva luni acel interval se va mari mai mult, iar peste un an va fi inca si mai mare. Si tot asa, eliminand mereu cate putin, se restrang locurile unde poate exista bozonul Higgs ...

Pagina personala: http://adrianbuzatu.ro

ionut

  • Vizitator
Re: Bozonul Higgs
« Răspuns #44 : August 05, 2008, 08:44:41 p.m. »
   Mersi de informatii Adi. Sper sa culeaga cat mai multe date ca sa-si imbunatateasca statistica. Stii cat va mai merge Tevatron-ul? Sau nu e programat sa fie oprit in viitorul apropiat?