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Aufgabe

Brout-Englert-Higgs-Mechanismus und das Higgs-Teilchen

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

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Schaue dir das folgende Video an und versuche im Anschluss, die folgenden Fragen zu beantworten.

a)Ist ein Boson a) ein Austauschteilchen, b) ein Materieteilchen, c) ein masseloses Teilchen oder d) ein Teilchen, dass in Eiscreme gefunden wurde?

b)Wo befindet sich das Brout-Englert-Higgs-Feld? a) Im Zentrum von energiereichen Kollisionen am LHC. b) Es existiert gar nicht mehr, das Higgs-Feld bestand nur Bruchteile von Sekunden nach dem Urknall. c) Es ist überall um uns herum und durchdringt das gesamte Universum.

c)Welche Analogie wird für das Higgs-Teilchen verwendet? a) Die Kirsche im Milchshake. b) Der Schwall, der aus dem Milchshake schwabbt. c) Die Tropfen, die der Milchshake auf dem Tisch hinterlässt. d) Die Moleküle des Milchshakes.

d)Wurde das Higgs-Teilchen des Standardmodells bereits entdeckt? a) ja. b) ja, aber wir haben es wieder verloren. c) Wir haben ein Higgs-Boson gefunden, benötigen aber mehr Daten um sicher zu sein, dass es das von Peter Higgs vorhergesagte Teilchen ist. d) nein.

e)Wenn es kein Brout-Englert-Higgs-Feld gäbe, was würde das für unser Universum bedeuten? a) Nichts wäre anders. b) Sterne würden schneller ausbrennen, in dieser kürzeren Zeit hätte sich kein Leben entwickeln können. c) Es gäbe keinerlei "Substanz" im Universum, keine Planeten, keine Sterne, keine Milchshakes ... .

f)Gib in eigenen Worten wieder: a) Wie erhalten Elementarteilchen Masse? b) Was ist das Higgs-Teilchen (oder Higgs-Boson)? Welche Analogie kann man dafür verwenden? c) Fällt dir eine Erweiterung der Analogie ein, die veranschaulicht warum manche Elementarteilchen mehr Masse haben als andere?

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a)Ein Boson ist ein Boten- oder Austauschteilchen.

b)Das Brout-Englert-Higgs-Feld ist überall um uns herum und durchdringt das gesamte Universum.

c)Als Analogie für das Higgs-Teilchen wird der Schwall, der aus dem Milchshake schwabbt, verwendet.

d)Am CERN wurde ein Higgs-Boson gefunden, wir benötigen aber mehr Daten um sicher zu sein, dass es das von Peter Higgs vorhergesagte Teilchen ist.

e)Wenn es kein Brout-Englert-Higgs-Feld gäbe, dann gäbe es keinerlei "Substanz" im Universum, keine Planeten, keine Sterne, keine Milchshakes ... .

f)Der gesamte Raum wird durchsetzt von einem unsichtbaren Feld, dem BEH-Feld. Durch die Wechselwirkung mit diesem Feld erhalten Elementarteilchen ihre Masse. Analogie: Eine Kirsche wird durch einen Milchshake gezogen, durch die Reibung mit der Flüssigkeit wird die Kirsche langsamer.

Das Higgs-Teilchen ist eine Anregung des BEH-Feldes. Ein Wirbel oder eine Welle des Milchshakes kann als Analogie verwendet werden.

Man könnte sich vorstellen, dass manche Teilchen tiefer in den Milchshake einsinken und dadurch stärker mit dem Feld wechselwirken. Alternativ: Für manche Teilchen ist der Milchshake weniger flüssig, besteht vielleicht aus einem höheren Anteil Sahne oder sogar aus Eiscreme.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Kern-/Teilchenphysik

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