Question:
Le boson de Higgs est-il une particule élémentaire? Si oui, pourquoi se décompose-t-il?
user6760
2019-01-15 09:42:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Le boson de Higgs est une excitation du champ de Higgs et est très massif et de courte durée.Il interagit également avec le champ de Higgs et peut ainsi faire l'expérience de la masse.

Pourquoi se désintègre-t-elle si elle est supposée être une particule élémentaire selon le modèle standard?

J'ai supprimé certains commentaires qui répondaient à la question.Veuillez garder à l'esprit que les commentaires visent à demander des éclaircissements ou à suggérer des améliorations à la question, pas à y répondre.
Essentiellement un double de [Pourquoi les muons sont-ils considérés comme des «particules élémentaires» dans le modèle standard?] (Https://physics.stackexchange.com/q/274858/50583) avec "muon" remplacé par "Higgs" (qui étaitégalement un HNQ).Allons-nous faire un HNQ pour chaque particule du modèle standard maintenant?
Six réponses:
Bob Jacobsen
2019-01-15 09:55:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Particules les plus fondamentales de la désintégration du modèle standard: muons, leptons tau, quarks lourds, bosons W et Z.Il n'y a rien de problématique à ce sujet, ni à propos des désintégrations de Higgs.

Votre question vient peut-être d’une idée fausse concernant la désintégration des particules: c’est en quelque sorte la particule «se désagrégeant» en constituants préexistants.Ce n'est pas comme ça.Les désintégrations sont des transformations en des choses qui n’étaient pas là auparavant.

Salut, je ne suis toujours pas clair sur cette transformation, je viens de lire que c'est probabiliste, donc le boson de higgs peut en fait se désintégrer en beaucoup de choses, y compris 2 photons, donc les mêmes 2 photons ne peuvent-ils pas se transformer en boson de higgs?J'en doute fort mais je ne sais pas pourquoi?
En général, les réactions de physique des particules peuvent aller dans les deux sens.Oui, si vous aviez des photons suffisamment énergétiques convenablement disposés, le SM dit qu'ils pourraient se combiner pour former une particule de Higgs.
@safesphere le diagramme pour 2gamma à e + e- existe certainement et a une amplitude non nulle.Je conviens que les facteurs de phase le rendent petit (c'est le bit «convenablement arrangé»).Mais c'était une partie importante de la thermalisation du Big Bang avant le gel, et c'est le mécanisme de production de photon en paire e + e (via un photon d'un noyau)
@safesphere Je ne comprends pas pourquoi ATLAS devrait être laissé hors de portée?La fusion de photons se produit - (https://dde.web.cern.ch/dde/presentations/fp420_dec09/fwd_higgs_pA_dec09.pdf) mais si vous voulez dire que la fusion de photons est trop rare;il y a toujours la fusion de gluons la plus courante?https://www.nikhef.nl/pub/services/biblio/preprints/05-007.pdf Ou est-ce que votre problème est plus avec le sur-shell-ness des choses?
@safesphere l'ordre est le même dans les deux sens;c'est le même diagramme de Feynman dans les deux cas.Voir le schéma en haut de la page 5 de http://www-pnp.physics.ox.ac.uk/~barra/teaching/feynman.pdf
Je suis d'accord avec Bob Jacobsen.Ce n'est qu'une invariance par inversion de temps au travail.La collision de photons de 10 MeV devrait produire des paires électron-positon aussi facilement que la collision d'électrons de 10 MeV et de positrons produisant des photons.Je pense que la sécurité peut confondre cela avec la diffusion photon-photon.
Ce n'est pas le cas, car l'action QED a une invariance T.
@safesphere comme le souligne G.Smith, l'amplitude du diagramme est exactement la même.La section efficace (probabilité) et la fréquence des événements peuvent différer en raison des particules en cours et sortantes: il est plus facile de fabriquer des électrons que des photons à haute énergie dans un petit espace.
Je m'oppose également à la déclaration de Safesphere selon laquelle "les gluons ont une charge".Je ne sais pas ce qu’il voulait dire par là, mais ils n’ont pas de charge électrique, seulement une charge de couleur.
Encore plus sur le point: Telnov a proposé de construire un collisionneur pour étudier la production photon-photon de Higgs.https://arxiv.org/abs/1409.5563.
Chiral Anomaly
2019-01-15 10:15:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Une autre façon de répondre à cette question est que les particules ne sont pas "élémentaires", même pas dans une théorie quantique des champs donnée.Les théories des champs quantiques (comme le modèle standard) sont exprimées en termes de champs et non de particules.Les particules sont des phénomènes que le modèle prédit;certains d'entre eux sont stables, certains sont transitoires (ils se désintègrent).Le modèle standard est construit à l'aide d'un champ élémentaire de Higgs, et il prédit une particule de Higgs, qui est instable.

Bien que le langage "particule élémentaire" soit très courant et ne puisse probablement pas être révisé à ce stade, il peut être moins déroutant et plus précis de parler des champs élémentaires utilisés pour exprimer un modèle.Même ce langage n'est pas parfait, car certains modèles peuvent être exprimés de plus d'une manière, en utilisant des ensembles de champs apparemment sans rapport.La théorie quantique des champs est un sujet riche avec de nombreuses surprises!

êtes-vous en train de dire que l'excitation du champ peut également perturber d'autres champs?Donc, la réalité n'est que des champs qui interagissent les uns avec les autres.
@user6760 J'éviterai d'utiliser le mot «réalité» ici (parce que des descriptions d'apparence différente peuvent faire des prédictions équivalentes), mais oui: La théorie quantique des champs décrit les choses comme des champs quantiques interagissant les uns avec les autres.Une particule est une manifestation de tous ces champs interagissant les uns avec les autres.La particule de Higgs implique plus que le champ de Higgs.
@user6760 Une méthode d'approximation courante dans QFT consiste à commencer par un modèle différent qui n'a que des champs non interactifs, puis à ajouter une série de "corrections" pour rapprocher progressivement les résultats de ce que le modèle réel avec des champs interactifs prédirait.C'est ce que sont les diagrammes de Feynman, et c'est ce qu'est le langage des «particules virtuelles».Dans un modèle avec des champs sans interaction, il existe une correspondance relativement directe entre les champs et les particules;mais cette correspondance devient moins directe (pour le moins qu'on puisse dire) dans les modèles où les champs interagissent.
Oui, cela a du sens pour moi maintenant la particule virtuelle que vous avez mentionnée.
Pour ajouter à ce que Dan a mentionné - ce qui est impeccable selon QFT - voici quelques exemples de désintégration de Higgs exprimée dans les diagrammes de Feynman: http://inspirehep.net/record/929477/plots qui impliquent plus que des photons
benrg
2019-01-15 14:51:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

"Decay" est juste le nom donné à une interaction où une particule entre et deux ou plusieurs particules sortent.

La règle en mécanique quantique est " tout ce qui n'est pas interdit est obligatoire" - c'est-à-dire que tout processus (pourriture ou autre) peut se produire à moins qu'il ne viole une loi de conservation. En conséquence, la plupart des particules, qu'elles soient fondamentales ou composites, se désintègrent.

Les exceptions sont des particules pour lesquelles il n'y a littéralement aucun ensemble de sorties que vous pouvez choisir qui ne viole aucune loi de conservation. Par exemple, les électrons ne peuvent pas se désintégrer parce que la désintégration devrait conserver la charge électrique - donc au moins une sortie devrait être chargée - et devrait également conserver la masse / énergie - de sorte que la masse totale de toutes les sorties devrait ne pas dépasser la masse de l'électron - et cela est impossible car il n'y a pas de particules chargées électriquement de masse inférieure. Donc c'est stable non pas parce que c'est élémentaire mais parce que tout ce qui pourrait le rendre instable est interdit.

Le muon, qui est également fondamental et est presque identique à l'électron sauf pour sa masse, peut se désintégrer et le fait, car la masse d'entrée plus élevée signifie que vous pouvez trouver des sorties qui conservent la masse tout en satisfaisant toutes les autres contraintes.

Le proton, qui n'est pas une particule fondamentale, ne peut pas se désintégrer car c'est la particule la plus légère avec une autre propriété conservée appelée nombre baryon.

Mais, encore une fois, les particules qui ne peuvent pas se désintégrer sont les exceptions. En règle générale, presque tout peut et fait, et cela s'applique aussi bien aux particules fondamentales qu'aux particules composites.

Et même ceux qui «ne peuvent pas» se désintégrer, pourraient se désintégrer extrêmement rarement, par un phénomène quantique extrêmement improbable.Le tunnel quantique (se déplacer entre des états qui à la surface ne peuvent apparemment pas être atteints l'un de l'autre) est un terme utilisé ici.Ainsi, même si un proton ne peut pas se désintégrer, il peut y avoir des processus qui, à toutes fins pratiques, ne se produisent jamais dans une échelle de temps incompréhensible de 10 ^ 35 ans, qui se produisent souvent sur une échelle de temps encore plus incompréhensible de 10 ^ 100 ou 10 ^ 1000 ans.
Vladimir Kalitvianski
2019-01-15 14:35:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Toutes les particules fondamentales ou élémentaires se désintègrent après leur naissance.Prenons, par exemple, l'électron.Tout en étant créé dans un processus, il "se désintègre" en "un autre électron" et en de nombreux photons mous.Comme il est peu probable qu'un «autre électron» puisse rester sans autres interactions avec son environnement, il continue d'interagir, c'est-à-dire, en général, d'absorber et d'émettre des photons mous.

Parlez-vous de l'émission de photon lorsqu'un électron passe de l'état excité à l'état fondamental comme une forme de désintégration (transformation que je viens d'apprendre aujourd'hui)?Donc, tout n'est que interaction et la décomposition en fait partie, n'est-ce pas?
Droite.On peut dire sans crainte qu'il y a des changements des «nombres d'occupation» des particules «élémentaires» (excitations) en raison d'interactions (qui ne finissent jamais).
Francesco Bernardini
2019-01-15 10:42:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Une particule est élémentaire lorsqu'il n'y a pas de sous-composants que nous pouvons identifier.

Cela n'a rien à voir avec le concept de désintégration, et vous pouvez facilement vous convaincre de ce fait en observant que si une particule (élémentaire ou non) peut se désintégrer de différentes manières, le nombre et le type de ses constituants sont univoquedéterminé.

Daniel Thorne
2019-01-17 21:00:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La désintégration des quanta n'est pas comme la rupture de la matière solide.Lorsque nous pensons au mot «pourriture», il est souvent associé à la chair en décomposition ou à la séparation physique.La dégradation peut aussi être simplement une dépréciation.

Il pourrait être utile de considérer les bosons et les fermions comme des états d'énergie qui suivent des règles stochastiques.Comme l'énergie est conservée de l'état initial à l'état post-"désintégration", vous pouvez considérer la désintégration comme un changement d'un état énergétique instable à un état énergétique alternatif dans sa nature intrinsèque par le biais d'une augmentation de l'entropie (et probablementautres phénomènes spéculés ou dérivés de mathématiques).

De plus, la nature fondamentale de toutes les particules est encore à débattre.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
Loading...