Cum arată câmpul Higgs?

La propunerea lui CAdi, acest topic a fost desprins din topicul „De ce au corpurile inerție ?”.

CAdi a scris:(Din aceasta cauza spuneam ca acel camp Higgs ar putea fi un vortex )

Câmpul Higgs este un câmp scalar.

Razvan a scris:

CAdi a scris:(Din aceasta cauza spuneam ca acel camp Higgs ar putea fi un vortex )

Câmpul Higgs este un câmp scalar.

N-am inteles .
Eu vorbesc de reprezentare fizica ,tu vorbesti de reprezentare matematica !

Măi, pentru a genera un vortex câmpul Higgs ar trebui să fie un câmp vectorial. Ori, el este un câmp scalar. Ce-i aşa greu de priceput?

De unde stii ,mai ?
Ca spun fizicienii ?
Camp scalar inseamna acel camp care are aceleasi proprietati
in orice punct al lui.
Dar de unde stii ca este asa ?
Deocamdata acum cativa ani fizicienii nici nu stiau de existenta
acestui camp.
Ii mai asteapta multi ani de experiente.
Hai sa-ti dau un contra- exemplu :
Se stie ca Universul actual expansioneaza .
Campul Higgs solidar cu Universul expansioneaza si el .
Totul se desfasoara cu o anumita rata de expansiune.
Mai este in acest caz cimpul Higgs un scalar ?
Stii tu cum expansioneaza Universul ?Daca se roteste ?  

CAdi a scris:De unde stii ,mai ?
Ca spun fizicienii ?
Camp scalar inseamna acel camp care are aceleasi proprietati
in orice punct al lui.
Dar de unde stii ca este asa ?

Exact asta spun şi fizicienii!

Deocamdata acum cativa ani fizicienii nici nu stiau de existenta
acestui camp.

Poate tu! Teoria este veche de 50 de ani.

Hai sa-ti dau un contra- exemplu :
Se stie ca Universul actual expansioneaza .
Campul Higgs solidar cu Universul expansioneaza si el .
Totul se desfasoara cu o anumita rata de expansiune.
Mai este in acest caz cimpul Higgs un scalar ?
Stii tu cum expansioneaza Universul ?Daca se roteste ?

Ce legătură are viteza de expansiune a universului cu câmpul Higgs? Chiar tu ai spus:"Camp scalar inseamna acel camp care are aceleasi proprietati in orice punct al lui."

Eu vorbesc de existenta fizica a Campului Higgs .
Nu de teoria ta veche de 50 de ani .

Daca Universul se roteste campul Higgs nu mai poate fi un camp scalar .


Observi legatura sau nu ?
In aceste conditii campul Higgs nu mai poate fi scalar
pentru ca se roteste odata cu Universul deci este camp vectorial ,
pentru ca pe langa directie apare si un sens care este diferit in
diferite puncte din spatiu dupa cum arata si galaxiile .
De unde stii ca in aceste zone campul Higgs nu are alte proprietati ?
A facut CERN experiente acolo ?

CAdi a scris:Eu vorbesc de existenta fizica a Campului Higgs .
Nu de teoria ta veche de 50 de ani .

Mersi de compliment, dar din păcate, teoria nu-mi aparţine. E o confuzie!   

Daca Universul se roteste campul Higgs nu mai poate fi un camp scalar .
Observi legatura sau nu ?
In aceste conditii campul Higgs nu mai poate fi scalar
pentru ca se roteste odata cu Universul deci este camp vectorial ,
pentru ca pe langa directie apare si un sens care este diferit in
diferite puncte din spatiu dupa cum arata si galaxiile .

Întrucât câmpul Higgs reprezintă o proprietate ataşată spaţiului, el nu poate exista independent de spaţiu. Iar dilatarea spaţiului nu implică şi schimbarea proprietăţilor sale, oricare ar fi acestea.

Per ansamblu nu, dar luate cu amanuntul da .
Proprietatile spatiului si timpului se modifica in apropierea corpurilor ceresti.
N-o spun eu ,o spune TRG - Einstein.

Propun ca CERN sa faca aceeasi experienta in spatiul cosmic .
Sa vedem ii da aceleasi valori ?  

Deși poate nu o să fiți de acord, cred că premiul Nobel acordat lui Higgs se datorează mai degrabă faptului că acest premiu trebuia totuși acordat cuiva.
Oricum, cu siguranță nu s-a acordat fără o bază teoretică solid fundamentată, cel puțin.

Dar mi-e greu să cred că explică o foarte mare parte din întrebările noastre.

Cu riscul de a avea opinii neștiințifice, eu sunt de părere, sau am ajuns la concluzia că în natura fizică a lucrurilor chiar există o intervenție divină.

Nu una cu un cerculeț auriu deasupra capului, ci una pe care nu suntem pur și simplu capabili s-o înțelegem.

Mai cercetăm, mai vorbim.

Razvan a scris:

CAdi a scris:Per ansamblu nu, dar luate cu amanuntul da .
Proprietatile spatiului si timpului se modifica in apropierea corpurilor ceresti.
N-o spun eu ,o spune TRG - Einstein.

Gândeşte-te la câmpul Higgs ca la o reţea paralelă şi suprapusă peste altă reţea, respectiv spaţiul. Acum, orice deformare produsă asupra spaţiului va avea ca efect aceaşi deformare asupra reţelei câmpului Higgs, dar în aşa fel încât cele două reţele rămân tot timpul în aceaşi poziţie una faţă de alta. Este sau nu, în acest caz, câmpul Higgs, un scalar faţă de spaţiu?

Eu vad altfel problema :

Campul Higgs poate sa fie un camp scalar numai daca ar fi un camp inert un background.
Adica spatiul se poate modifica dar el ramane in aceeasi stare .
Dar cine poate dovedi acest lucru >?

Tocmai, că el este scalar în raport cu spaţiul!

Tocmai asta spun si eu !
Dar cine poate dovedi acest lucru ?
E doar o presupunere matematica de-a fizicienilor.
Ei nu stiu un lucru mult mai simplu :ce este gravitatia.
Ei vad doar efectele.S-au descoperit gravitonii? Nu.
Ca orice camp, Campul Higgs ar trebui sa aiba niste constituienti ...
Ceea ce a experimentat CERN a fost tot un efect .
Dar exista cu adevarat acest camp ?

Razvan a scris:

Ceea ce a experimentat CERN a fost tot un efect .

Un efect prin care se certifică teoria ce stă la baza acelui efect.
Desigur, cercetările trebuiesc duse mai departe, una dintre problemele de bază fiind determinarea dacă acea particulă descoperită este bosonul Higgs prezis de modelul standard, sau unul din cei 5 prezişi de teoria stringurilor.

De unde stiu ei ca nu campul gravitational produce acest efect ?
Ar putea fi o ,,frana'' serioasa pentru particule .

Câmpul gravitaţional produce efecte gravitaţionale.
Interacţia particulelor cu câmpul Higgs le conferă acestora masă,  iar ea are loc prin intermediul bosonului Higgs, particula descoperită la CERN.
Câmpul gravitaţional este un efect al masei particulelor.

Se determina in mod foarte simplu daca in cazul campului Higgs vorbim de un camp scalar sau vectorial, asta se va stii cu certitudine odata ce spinul particulei va fi masurat. Bosonii campurilor cuantice vectoriale, cum sunt fotonii sau bosonii W si Z, au spinul 1. Teoria spune ca bosonul Higgs are spinul 0, deci campul atasat este scalar, si in consecinta invariant la orice transformare Lorentz.

Daca e asa sau nu, se va stii cand spinul acelei particule pe care pretind, nu foarte sigur, ca au descoperit-o va fi masurat.

Conform teoriei, indiferent că este vorba de modelul standard sau de supersimetrie, bosonii Higgs trebuie să fie particule scalare.
Dacă particula descoperită la CERN se va dovedi că are spin, acesta nu mai poate fi boson Higgs.

In orice caz, referitor la discutia din debutul topicului, reprezentarea matematica a unui "vartej" sau "vortex" este data tocmai de un camp vectorial cu o anume proprietate, anume un camp vectorial cu rotor nenul. Rotorul unui camp vectorial este tot un vector, definit local ca raportul dintre circulatia campului pe conturul unei suprafete (adica integrala de drum a campului pe acel contur) si aria acelei suprafete, cand cea din urma tinde la 0.

Astfel, un camp electrostatic, sau un camp gravitational in aproximatia newtoniana, desi ambele sunt campuri vectoriale, au rotorul nul, deci nu prezinta vartejuri. Pe de alta parte, daca o suprafata oarecare este strapunsa de un flux magnetic variabil in timp, in jurul ei apare un vartej electric, ori asta este tocmai inductia electromagnetica a lui Faraday. La fel, un fluid in miscare poate prezenta vartejuri, deci si acea situatie fizica poate fi modelata cu ajutorul unui camp vectorial cu rotor.

Un camp scalar insa nu poate prezenta o circulatie in sensul de mai sus.

Revenind acum la bosonul Higgs, mi-am dat seama ca un prim indiciu referitor la spinul acestuia se poate observa din reactiile elementare in care este implicat. Cum spinul se conserva in toate reactiile elementare cunoscute, daca n-o fi vorba de ceva fenomenal de atipic care sa bubuie tot restul fizicii, atunci in toate dezintegrarile bosonului spinul total al particulelor rezultante trebuie sa fie tot 0.

Imaginea de mai jos prezinta raportul de ramificatie al dezintegrarii bosonului, ca functie de masa acestuia (este vorba de predictii teoretice aici, dependente de masa bosonului, care este singurul parametru pe care modelul standard nu il poate fixa). Raportul de ramificatie spune ce procent din numarul total de dezintegrari ale bosonului decurg pe canalul respectiv. Astfel, dezintegrarile cu raport de ramificatie maxim au loc cu probabilitate maxima, iar suma tuturor acestor rapoarte este egala cu 1, caci daca bosonul este instabil, acesta se dezintegreaza cu certitudine.



Acum, in fiecare canal spinul total trebuie sa fie 0, astfel ca bosonul dezintegreaza fie in doi fermioni de spin 1/2 fiecare, cuplati la spin total 0 (conform mecanicii cuantice, acestia nu pot cupla decat la spin total 0 sau 1) fie in doi bosoni de spin 1, cuplati la spin total 0 (acestia pot cupla la spin total 0, 1 sau 2).  Ce nu mi-e clar mie e cum isi dau seama din punct de vedere experimental la ce spin sunt cuplate particulele emise.

Ca sa intelegeti mai usor figura, va explic un exemplu. Curba notata prezinta raportul de ramificatie (deci probabilitatea) ca functie de masa pentru ca bosonul sa dezintegreze in doi fotoni gamma, si se observa ca aceasta scade cu masa pana pe la vreo 600 de GeV/c^2, dupa care creste iar si pare sa tinda spre o valoare de saturatie la 1000 GeV/c^2.

Omuledinluna spui multe dar nimic concret .
Daca ai citit cu atentie tot topicul si putin din dizertatia mea pe
topicul ,,Campul Higgs si principiul elicoidal al inertiei'' as vrea sa raspunzi
transant la intrebarea topicului !
(Cum arata si ce crezi tu ca ar trebui sa fie campul Higgs ? vectorial sau scalar ?)

omuldinluna a scris:Ce nu mi-e clar mie e cum isi dau seama din punct de vedere experimental la ce spin sunt cuplate particulele emise.

Poate te ajută asta:
"In summary, it is seen that a complex scalar field and a massless vector field, both with two degrees of freedom, in (2.20) as a result of the Higgs mechanism was transformed in (2.24) into one real scalar field with one degree of freedom and a massive vector boson field with 3 degrees of freedom." ...şi ce mai găseşti pe-acolo.

"Cum arata?" este o intrebare lipsita de orice sens, buna de pus dupa cateva beri la popice, nu si cand vrem sa discutam la un nivel mai inalt. De crezut nu cred nimic momentan, ca sunt destul de departe de problema (dar daca o sa am timp sa studiez mecanismul, o sa revin cu detalii), si oricum, cand vorbim despre fizica in particular si stiinta in general, ceea ce credem este mult mai putin important fata de ceea ce ne spun Natura si calculele noastre.

Discutii care sa fie mai mult de simple palavre se pot face numai pe informatia accesibila experimental, si pe teoriile care pana una alta au deja aproape un secol de verificare in urma, ca si mecanica cuantica are aproape 100 de ani deja. Orice altceva e o tampenie. In orice caz, din cate am citit, s-a investigat din punct de vedere teoretic si situatia unui boson vectorial care sa conduca la un mecanism de generare a masei, dar s-ar parea ca era o alternativa gresita in contextul modelului standard.

@Razvan

Multumesc, dar nelamurirea mea nu era de natura teoretica. Acolo e scrisa o biblioteca intreaga, pentru cine are timp si cap, dar ma intreb cum isi dau seama experimentatorii, cand inregistreaza particule rezultate in urma unei dezintegrari, la ce moment cinetic sunt cuplate.

omuldinluna a scris:"Cum arata?" este o intrebare lipsita de orice sens, buna de pus dupa cateva beri la popice, nu si cand vrem sa discutam la un nivel mai inalt. De crezut nu cred nimic momentan, ca sunt destul de departe de problema (dar daca o sa am timp sa studiez mecanismul, o sa revin cu detalii), si oricum, cand vorbim despre fizica in particular si stiinta in general, ceea ce credem este mult mai putin important fata de ceea ce ne spun Natura si calculele noastre.

Discutii care sa fie mai mult de simple palavre se pot face numai pe informatia accesibila experimental, si pe teoriile care pana una alta au deja aproape un secol de verificare in urma, ca si mecanica cuantica are aproape 100 de ani deja. Orice altceva e o tampenie. In orice caz, din cate am citit, s-a investigat din punct de vedere teoretic si situatia unui boson vectorial care sa conduca la un mecanism de generare a masei, dar s-ar parea ca era o alternativa gresita in contextul modelului standard.

.

Poate pentru tine sunt simple discutii sau palavre  la o bere si cum arata campul, ti se pare fara sens ...
Dar daca ai gandi in profunzime ai vedea ca nu este chiar asa .
Oamenii de stiinta spun ca acest Camp Higgs ar trebui sa semene cu zapada si dau exemplu
schiorii = fotonii.
Apoi cam toti bosonii au spin 1(deci se ,,rotesc'')
De ce ar trebui acesta sa aiba spin 0 ? Ma refer aici la bosonul Higgs ; ca sa demonstreze ca acest
camp Higgs a fost gandit ca fiind scalar ?

Acea e o analogie ca sa intelegi intuitiv cam care e ideea din spatele interactiei. Un cercetator spunea ca munca de cautare e precum cautarea unui fulg de zapada anume in ditai viscolul. De aici tragi concluzia ca bosonul Higgs arata ca un fulg de zapada?!

Acum, bosonul are ce spin vrea Natura. Pentru un astfel de mecanism de generare a masei, teoria cere ca bosonul sa aiba spinul 0, iar reactiile observate la CERN (care au dus si la acordarea premiului Nobel pana la urma) au fost dintre cele prezise de teorie. Mecanismul teoretic din cadrul modelului nu functioneaza pentru un boson vectorial, si din moment ce modelul este corect in ceea ce priveste celelalte proprietati ale particulelor (uita-te numai la interactia electroslaba), e de bun simt sa presupui ca, cel putin la nivelul experimental accesibil in momentul de fata, daca mecanismul real este cel propus de model, lucrurile se desfasoara ca acolo.

Cum am mai spus insa, lucrurile nu sunt complet certe in ceea ce priveste ce au descoperit de fapt la CERN, d-aia am si spus ca mi se pare ca s-au grabit putin cu premiul Nobel, si intr-un context mai general lucrurile poate stau altfel. In cercetare insa nu putem decat sa mergem din aproape in aproape, pe firul problemei.

omuldinluna a scris:

In cercetare insa nu putem decat sa mergem din aproape in aproape, pe firul problemei.

OK , astept sa-i masoare spinul . Ar fi un boson unicat.

P.S. Prin analogia cu zapada am vrut sa-ti arat ca oamenii de stiinta comparand , au o  idee ,
dar asta nu inseamna ca eu cred ca este ca zapada ...   

https://www.youtube.com/watch?v=QG8g5JW64BA&feature=player_detailpage#t=43

CAdi a scris:
Apoi cam toti bosonii au spin 1(deci se ,,rotesc'')
De ce ar trebui acesta sa aiba spin 0 ? Ma refer aici la bosonul Higgs ; ca sa demonstreze ca acest
camp Higgs a fost gandit ca fiind scalar ?

Nu "cam", chiar "toti" bosonii elementari cunoscuti in afara de Higgs au spinul 1. W si Z au fost prezisi tot de teorie, si s-au dat niste premii Nobel similare cu cel de anul acesta. In acel caz, interactia slaba a putut fi mediata de bosoni vectoriali. Cand au incercat insa sa descrie ruperea spontana de simetrie a modelului cu acest tip de bosoni, nu au reusit. A mers insa cu un boson de spin 0, deci asta au propus ei. Daca e sau nu asa, ramane de studiat in acceleratoare.

omuldinluna a scris:

CAdi a scris:
Apoi cam toti bosonii au spin 1(deci se ,,rotesc'')
De ce ar trebui acesta sa aiba spin 0 ? Ma refer aici la bosonul Higgs ; ca sa demonstreze ca acest
camp Higgs a fost gandit ca fiind scalar ?

Nu "cam", chiar "toti" bosonii elementari cunoscuti in afara de Higgs au spinul 1. W si Z au fost prezisi tot de teorie, si s-au dat niste premii Nobel similare cu cel de anul acesta. In acel caz, interactia slaba a putut fi mediata de bosoni vectoriali. Cand au incercat insa sa descrie ruperea spontana de simetrie a modelului cu acest tip de bosoni, nu au reusit. A mers insa cu un boson de spin 0, deci asta au propus ei. Daca e sau nu asa, ramane de studiat in acceleratoare.

Acesta este un raspuns .
Multumesc .

Nu prea, e ceva gen hai sa unim doua puncte printr-o dreapta, ultimul meu mesaj. Mesajul cu figura mi se pare mult mai concludent, aici doar am subliniat faptul evident. Cum ar veni, am afirmat ca cerul senin e albastru.


Este urmat de topicul „Cum este cerul pe Marte”.

Parerea mea e ca masa de repaos este data tocmai de spinul ne nul si deci nu poate exista ceva cu spin 0.

De ce sa nu poata sa existe? Exista o gramada de bosoni scalari in Natura, atata doar ca sunt particule compuse si nu elementare. Ia banala particula alfa de exemplu, adica nucleul de heliu cu numarul de masa 4. Desi e alcatuita din 4 nucleoni cu spin 1/2 fiecare, structura colectiva rezultanta e a unui boson cu spin 0.

Studiile teoretice actuale indica faptul ca la densitati mici, materia nucleara condenseaza in particule alfa, si ar exista indicii experimentale ca unelee nuclee usoare au o astfel de structura, de cateva particule alfa tinute la un loc de interactia nucleara.

In ceea ce priveste originea masei, comitetul Nobel a decis ca ea are originea in ruperea spontana de simetrie a modelului standard datorita campului scalar Higgs.  

Acuma ce mai poti sa zici, ramane de vazut. Ar fi de rasul curcilor sa se fi pacalit.