Higgs-partiklen

Grundbeskrivelse

Higgs-partiklen er en fundamental partikel, som er forudsagt af Standardmodellen (SM) for partikelfysik. Den forårsager at de andre partikler i SM har en masse, hvilket ellers ikke er muligt for de naturlove, som SM er bygget ud fra, og dermed spiller Higgs-partiklen en central rolle i vores forståelse af, hvorfor universet ser ud, som det gør.

Den blev opdaget af ATLAS- og CMS-eksperimenterne ved CERNs LHC-accelerator i 2012, hvor begge eksperimenterne havde bevis for eksistensen af en ny partikel ved 126 GeV, som var konsistent med Higgs-partiklen. Senere målinger har vist, at det efter al sandsynlighed er Higgs-partiklen som forudsagt af SM, der er tale om.

Higgs-bosonen er den eneste elementarpartikel, der er en skalar - har spin = 0 (Ethan Siegel)

Uddybende beskrivelse

Higgs-partiklen er ikke 'bare' endnu en partikel, men beviset for de fundamentale principper, som styrer vores univers. Fundet af Higgs-partiklen beviser til dels, at de grundlæggende symmetrier, som Standardmodellen er bygget over, holder stik til trods for, at de ikke umiddelbart tillader elementarpartikler at have masse.

Higgs-partiklen er den eneste fundamentale partikel, som er en såkaldt skalar, dvs. en partikel, som ikke har noget spin. At Higgs-partiklen har spin 0 betyder blandt andet, at den ikke kan polariseres, og at dens henfaldsprodukter fordeler sig ligeligt i alle retninger.

Grunden til, at Higgs'en har været så eftersøgt, er, at den har været forudsagt i meget lang tid (siden 1964), og at den ville være meget svær at eftervise eksistensen af, men også at den spiller så central en rolle.

Standardmodellen uden Higgs-partiklen forudsiger, at alle partikler skal være masseløse og dermed bevæge sig med lysets hastighed hele tiden. Da dette helt oplagt ikke er tilfældet, så krævedes der en mekanisme, som gav partiklerne masse.

Den mekanisme, Higgs-mekanismen (egentlig Brout-Englert-Higgs-mekanismen), fungerer ved spontant at bryde den symmetri, som ellers gjorde alle partikler masseløse, lidt ligesom en kugle lagt på den symmetriske (dvs. uden speciel retning) bund i en vinflaske alligevel falder ned i en bestemt retning.

Higgs-partiklen er en manifestation af Higgs-mekanismen og opstår, når Higgs-feltet så at sige 'slår knude på sig selv'. Higgs-partiklen henfalder meget hurtigt til andre partikler - for det meste til to b-kvarker men også par af W-, Z- og gamma-partikler, som kan observeres i eksperimenter ved CERN.

Troels C. Petersen

Emner