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Elementarteilchenphysik - Higgs kurz vor der Entdeckung?

Physik der Elementarteilchen, Teilchenbeschleuniger; insbs. eine einführende Artikelserie in das Thema
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Elementarteilchenphysik - Higgs kurz vor der Entdeckung?

Beitrag von tomS » 25. Apr 2011, 10:34

Am LHC / ATLAS-Experiment gibt es eine (interne) Diskussion bzgl. einer Datenanomalie bei ~ 115 GeV/c², die auf den Zerfallskanal H → 2γ hindeuten könnte.

http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/
http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=3643

Scheint sich eher um eine Indiskretion zu handeln als um gesicherte Erkenntnis. Angeblich sind einige Mitarbeiter sehr verärgert, dass das an die Öffentlichkeit gelangt ist. Mal sehen ...
Gruß
Tom

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Re: Higgs kurz vor der Entdeckung?

Beitrag von gravi » 25. Apr 2011, 19:50

Wenn es denn kein hoax ist, könnte sich hier eine kleine Sensation anbahnen.
Aber wie Du schon sagst: Mal sehen...

Superspannend ist es allemal!

Gruß
gravi
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Re: Higgs kurz vor der Entdeckung?

Beitrag von Frank » 26. Apr 2011, 15:34

Nix für ungut,aber es gibt auch Menschen die dem Englischen nicht so mächtig sind. :wink:

Ich versuchs mal mit dem Google Übersetzer.
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Higgs kurz vor der Entdeckung?

Beitrag von tomS » 7. Jun 2011, 08:42

Hallo,

anbei neue Daten zum Higgs u.a.

http://blois.in2p3.fr/2011/transparencies/punzi.pdf

TEVATRON: ein sehr kleines Signa bei 120 GeV (Seite #26); 2 sigma ist zu klein, eine Entdeckung läge bei 5 sigma vor

Generell: die Kombination aller Experimente bedeutet, dass wenn es ein SM Higgs gibt, dass dieses im Bereich 120 GeV +13 GeV; -5 GeV liegen muss (Seite #37), d.h. die Masse ist inzwischen sehr gut bekannt.

CDF: die Statistik des W-jj Signals wurde verbessert, man ist jetzt schon bei > 4 sigma; bei diesem Signal wird jedoch nicht über ein Higgs spekuliert; neben vielen anderen Erklärungen gibt es auch die Idee, dass es sich um ein Signal von top-Quarks handelt, also keine neue Physik (ab Seite #31)

Außerdem: einige Ideen zur Suche nach einer vierten Fermion-Generation; es ist zumindest klar,dass ein SM Higgs mit einer vierten Generation nicht verträglich ist u.u.
Gruß
Tom

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Re: Higgs kurz vor der Entdeckung?

Beitrag von gravi » 7. Jun 2011, 20:10

Interessant! Wäre ich in Facebook, würde ich sagen "mit gefällt das" :wink:

Wo findest Du nur immerzu all diese Informationen? Bewundernswert!
Das Thema müssen wir unbedingt weiter verfolgen, je länger es sich entwickelt, umso spannender wird es scheinbar...

Gruß
gravi
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Re: Higgs kurz vor der Entdeckung?

Beitrag von tomS » 7. Jun 2011, 21:15

Na, ich bin in einem amerikanischen Physikforum ziemlich aktiv, und ich lese ein paar Wissenschaftsblogs.
Gruß
Tom

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Re: Higgs kurz vor der Entdeckung?

Beitrag von seeker » 8. Jun 2011, 00:44

Danke für die Neuigkeiten! Wir leben in einer spannenden Zeit! :D
Grüße
seeker


Mache nie eine Theorie zu DEINER Theorie!
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Re: Higgs kurz vor der Entdeckung?

Beitrag von AlTheKingBundy » 9. Jun 2011, 08:13

Hmm, wie kann es ein Signal eines Top-Qarks sein, wenn dieses eine Ruhemasse von 170 GeV hat? Ich frage mich sowieso, wie es sein kann, wenn die Top-Quarks schon mit ihrer hohen Masse gemessen wurden, das Higgs mit der kleineren Masse noch nicht. Die Higgs-Resonanz müsste demnach unter der Top-Resonanz liegen.
Gruß Al

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Re: Higgs kurz vor der Entdeckung?

Beitrag von tomS » 9. Jun 2011, 08:35

Das Problem ist (das siehst du an den vielen farbigen Kurven in den Papers), dass am LHC leider keine sehr "reine" Physik betrieben werden kann. Man "opfert" gute, saubere Signale zugunsten der wesentlich höheren Energie. Elektron-Protn-Ringbeschleuniger (wie bei HERA) oder gar Elektrom-Positron-Collider (LEP) liefern wesentlich sauberere Signale ohne bzw. mit geringem QCD Untergrund, allerdings erreicht man mit ihnen (aufgrund der leichten Elektronen sowie der darin begründeten Synchrotronstrahlung) nur deutlich niedrigere Schwerpunktsenergien (wobei man beim LHC fairerweise auch nicht die pp-Energie rechnen darf, sondern eigentlich die qq-Energie, also etwa 1/3, da man ja elementare Quarks zur Kollision bringt).

Nun muss man also beim LHC oder beim Tevatron diesen ganzen QCD-Untergrund rausrechnen, d.h. insbs. die verschiedensten QCD-Prozesse exakt durchrechnen, aus den Streuquerschnitten die Statistik der Reaktionen sowie deren Detektion simulieren und diese Simulationsergebnisse abziehen; das verbleibende Signal ist dann entweder statistisch mit Null verträglich, d.h. man hat mit der bekannten Physik tatsächlich die die gesamte Physik erfasst, oder nicht mit Null verträglich, d.h.es liegt "neue Physik" vor. Nun kann man sich vorstellen, dass bei diesem Rausrechnen exterm viele Fehlerquellen existieren, insbs. bei der Simulation der theoretisch zu messenden Ereignisse in den Detektoren auf Basis der Streuquerschnitte.

Zu dem Signal bei CDF: dabei wird es sich wohl nicht um ein Higgs handeln, sondern vielmehr um eine QCD-Anomalie in zwei-Jet-Ereignissen; eine wirklich überzeugende Erklärung gibt es nicht, aber Fehler in der Statistik des Top-Untergrundes sind eine mögliche Ursache.

Es ist nun nicht so, dass die Anomalie und die Masse des Top-Quarks übereinstimmen müssen, um eine derartige Anomalie zu erklären: bei Mehr-Jet-Ereignissen sind auch immer mehrere stark wechselwirkende Teilchen beteiligt, die unterschiedlich viel Energie wegtragen können; nicht jedes Teilchen muss ein Quark sein (bei 3-Jet-Ereignissen liegt z.B. noch ein hadronisierendenes Gluon vor); ein Top-Quark hat keine exakt bestimmte Masse in den Ereignissen, sondern eine gewisse Breite, die invers zur "Halbwertszeit" ist, d.h. bei instabilen Teilchen (wie dem Top) steigt die Breite des Peaks deutlich an, so dass auch Effekte "weit ab" von der eigtl. Masse möglich sind.
Gruß
Tom

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Re: Higgs kurz vor der Entdeckung?

Beitrag von AlTheKingBundy » 9. Jun 2011, 09:35

Hallo Tom,

ja, ich habe mir auch überlegt wie breit die Resonanz des Top-Quarks ist. Da das Top-Quark ja der starken WW unterliegt und diese kleine Halbwertszeiten mit sich bringt, kann der Ausläufer natürlich recht breit sein. Das eigentliche Signal heruaszufiltern, welches man zu finden beabsichtigt, ist in der Tat eine Bärenaufgabe. Dadurch, dass experimentelle Daten mit theoretischen Berechnungen "gesäubert" werden müssen, die zu dem auch nicht zu 100% stimmen, erhöht sich die Unsicherheit im gewünschten Ergebnis.

Gruß Al
Gruß Al

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Re: Higgs kurz vor der Entdeckung?

Beitrag von tomS » 10. Jun 2011, 22:45

Gruß
Tom

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