Djupare diskussioner kring LHC

K som står för Kelvin är en enhet på temperatur. Den är 0 vid absoluta nollpunkten och har samma stigning som Celsius.1,9 K är alltså 1,9 celciusgrader över absoluta nollpunkten, ungefär -271 Celsius. Förbannat kallt med andra ord.

Kanske är detta en dum fråga men, vet man om gravitationen påverkar omgivningen med ljusets hastighet? Eller är detta en fråga som LHC kan komma att ge svar på?

En annan dum fråga är om Higgs-partikeln är den partikel som, om den finns, så att säga skapar gravitation.

För det är väl gravitationens natur de försöker begripa sig på där nere i partikelacceleratorn?

Gravitonen är den som sägs stå för gravitation.
Higgspartikeln har jag läst ändlösa trådar och länkar om utan att fatta vad det är förutom att den uppåtkvarkar o neråtkvarkar eller vad nån skrev.

Och nej jag är ingen fysiker

ja, bland annat. http://en.wikipedia.org/wiki/Large_H...llider#Purpose

det handlar helt enkelt om att förstå mer om världen för att det är intressant, och sidoeffekter av kunskap brukar vara att man kan skapa ny teknologi.

ingen aning heller

Den allmänna relativitetsteorin förutsäger att gravitationen utbreder sig exakt med ljusets fart. Detta har bekräftats experimentellt inom 1% felmarginal* genom att mäta förändringar i omloppstiden hos binära pulsarer. Dessa stjärnsystem utgörs av två kompakta stjärnor som kretsar kring varandra med rasande fart. Enligt allmänna relativitetsteorin bärs energi bort från stjärnorna i form av gravitationsvågor, vilket får dem att sakta ned en smula (ett fenomen som ibland benämns gravitationsdämpning). Eftersom insaktningen hos stjärnorna beror på hur fort energi bärs bort av gravitationsvågor, kan man alltså i princip mäta gravitationshastigheten genom att observera stjärnornas insaktning. Rent praktiskt görs dessa observationer med avancerade radioteleskop.

Higgspartikeln har massa, så den ger upphov till gravitation precis som alla partiklar som har massa. Men jag har en känsla av det inte var vad du var ute efter.

Enligt partikelfysikens standardmodell existerar i universum ett allestädes närvarande fält kallat Higgsfältet. Man kan för pedagogikens skull jämföra det med det elektromagnetiska fältet som är ett annat viktigt fält inom fysiken. Det har två komponenter (en vi kallar "elektrisk" och en vi kallar "magnetisk") och motsvaras av en boson vi kallar foton. Higgsfältet däremot har 4 komponenter, två med laddning och två neutrala. De laddade komponenterna och en av de neutrala motsvarar s.k. Goldstonebosoner**, och är den del av fältet som ger W- och Z-bosoner massa. Den återstående neutrala komponenten motsvaras av Higgsbosonen, vilken ger kvarkar och leptoner massa. Processen genom vilken Higgsfältet ger W- och Z-bosonerna massa kallas Higgsmekanismen, och bygger på det faktum att Higgsfältet (till skillnad från exempelvis det elektromagnetiska fältet) har ett väntevärde på vakuumenergin som är nollskilt. Varför detta är viktigt är svårt att förklara på ett enkelt sätt; det handlar om att en viss typ av symmetri*** bryts, varvid partiklarna erhåller massa. Ett populärt sätt att visualisera sig Higgsfältet är som en slags sirap som klibbar fast vid partiklarna och gör det svårare för dem att röra sig (d.v.s. de får massa). Kvarkar och leptoner får inte sina massor genom Higgsmekanismen, utan genom s.k. Yukawakopplingar till Higgsfältet. Detta är en annan typ av fysikalisk process, men i grund och botten är det ändå Higgsfältet med sin nollskilda vacuumenergi som orsakar massan.


Alltså: Higgsfältet orsakar massa, vilken i sin tur ger upphov till gravitation. Gravitation förmedlas möjligen av en boson kallad graviton, men detta är ett område där mycket forskning återstår. Dels har man inte lyckats formulera en bra kvantfältteori för gravitation där gravitonerna kan ingå, dels har man inte observerat dem experimentellt.

Här är en ganska kul illustration av hur Higgsfältet fungerar:
http://www.pparc.ac.uk/ps/bbs/bbs_mass_hm.asp





[*] Nu har man visserligen använt sig av allmän relativitetsteori när man räknat ut gravitationsdämpningens storlek, vilket ju är att lyfta sig själv i skosnörena lite grann. Det är möjligt att en annan gravitationsteori skulle ge ett annat värde på ljusfarten, men allmän relativitetsteori är i kraft av sin ståndaktighet vid experimentella test den bästa teori för gravitationen vi har för närvarande. Man har åtminstone visat att gravitationen inte har en oändligt hög hastighet.

[**] Goldstonebosoner är en slags icke-fysikaliska partiklar som i Higgsmekanismen "absorberas" av W- och Z-bosonerna. När W- och Z-bosonerna erhållit massa, motsvarar Goldstonebosonerna dessa partikars longitudinella polarisationskomponenter. De "ingår" alltså i W- och Z-bosonerna och existerar inte självständigt.

[***] Närmare bestämt elektrosvag gaugesymmetri. För tillräcklig höga energier (omkring 1 TeV) uppträder elektromagnetism (fotoner) och svag växelverkan (W- och Z-bosoner) som samma typ av växelverkan- de är förenade. För lägre energier bryter Higgsmekanismen symmetrin, ger W- och Z-bosonerna massa (men inte fotonen) och gör så att det istället uppstår två åtskilda typer av växelverkan.

Om man använder en så kallad fixed targetuppställning, där man skjuter strålen på ett stillastående target, går den tillgängliga energin för nya partiklar som roten ur strålenergin. I collisionsexperiment, med två strålar av samma energi, kan hela energin användas.

Alltså:
fixed target - sqrt(E)
collider - 2E

http://en.wikipedia.org/wiki/Super_L...adron_Collider
http://en.wikipedia.org/wiki/Interna...inear_Collider
http://en.wikipedia.org/wiki/Compact_Linear_Collider

För er som befinner er i trakterna kring Uppsala på fredag kan jag tipsa om:

Speaker: Prof. John Ellis, CERN
Title: "LHC operation has started at CERN: What may the future hold?"
Place: Häggsalen, Ångström laboratory
Time: 15:15, Friday, September 19

ABSTRACT

Beams have now been put into the Large Hadron Collider (LHC), and the first
proton collisions are expected soon. What can be expected from the LHC in
the coming months and years? The LHC is the most powerful microscope ever
built to probe the inner structure of matter and the nature of the
fundamental interactions, and it may also cast light on many cosmological
problems. Within the Standard Model of particle physics, the LHC's primary
objective is the Higgs boson, which is thought to be responsible for the
masses of the elementary particles.
Beyond the Standard Model, the LHC may reveal the nature of dark matter.

Och hur var det tänkt att vi skulle komma in där?

Det är väl öppet dagtid... iaf tillräckligt för att nå föreläsningssalarna? Eller?

Vet man något exakt datum när det kommer visa sig om den mystiska Higgspartikeln finns eller ej? Alltså finns det något experiment inlplanerat som kommer att ge ett definitivt och omedelbart svar på den frågan? Eller de andra frågorna för den delen?

Man är ju som sagt nyfiken på att höra hur det går.