donderdag 12 januari 2012

Literatuuropdracht: Het Higgs deeltje


1.Inleiding
Men is al 50 jaar na de oorspronkelijke theorie opzoek naar het ongrijpbare Higgs deeltje. Maar door de nieuwste technologieën en beste wetenschappers zijn we er nu dichter dan ooit bij. Het bestaan van dit deeltje zal vele theorieën maken of breken. Of dit deeltje bestaat of niet het zal ons een nieuw inzicht geven over hoe het universum in elkaar zit.

2.Het standaardmodel
2.1.Inleiding
In de jaren 40 werden er vele nieuwe elementaire deeltjes ontdekt. De deeltjes werden namen gegeven zoals γ,…  maar door de grote hoeveelheid van deeltjes waren er niet genoeg symbolen om elk deeltje te benoemen. Daarom werden de deeltjes in de jaren 60 onderverdeeld in de verschillende eigenschappen die ze bezaten. Het standaardmodel werd hiervoor gemaakt zodat elk deeltje, uit de elementaire deeltjes in het standaardmodel opgebouwd kunnen worden.

2.2.Principe
Het standaardmodel van de deeltjesfysica is een theorie waarbij alle krachten en deeltjes die alle materie vormen beschreven worden.

2.2.1.Materie
Alle materie bestaat uit 2 types, quarks en leptons. Elk type bezit 6 deeltjes,die onderverdeeld zijn  in generaties. De lichte en stabielste deeltjes behoren tot de eerste generatie en de zwaarder onstabielere deeltjes tot de 2de en 3de generatie.

Door de onstabiliteit van de 2de en 3de generatie zullen deze deeltjes snel vervallen tot een van de 1ste generatie.


Quarks
Leptons
1ste generatie
up
down
electron - neutrino
electron
2de generatie
charm
strange
mueon-neutrino
muon
3de generatie
top
bottom
tau-neutrino
tau


2.2.2.Krachten

Er zijn 4 fundamentele krachten in het universum: de sterke kracht, de zwakke kracht, de elektromagnetische kracht en de gravitatie. 3 van deze krachten worden uitgewisseld door kracht dragende deeltjes. Deze kracht dragende deeltjes behoren tot een grote groep van bosons. Deeltjes wisselen energie met elkaar uit door de uitwisseling van bosons tussen de deeltjes. Elke kracht heeft ijn eigen corresponderende boson.


Kracht
boson
Sterke kracht
gluon
Elektromagnetische kracht
photon
Zwakke kracht
W en Z bosons

De 4de kracht gravitatie behoord niet tot het standaardmodel omdat de gravitatie kracht in de micro wereld zich anders gedraagt dan in de macro wereld.
Voor de micro wereld word momenteel de “guantum theory” gebruikt en voor de macro wereld de “general theory of relativity” (Bron 1).
3.Higgs-boson
3.1.Inleiding
Hoewel het standaard model de beste beschrijving geeft over de materie en krachten is er een 3de deel van het model dat nog steeds ontbreekt namelijk het deeltje dat massa geeft aan alle materie. Dit kracht dragend deeltje genaamd Higgs-boson is nog steeds theoretisch en wetenschappers over de gehele wereld zijn er naar opzoek(Bron 1).


3.2.Peter Higgs

De Britse natuurkundige Peter Higgs voorspelde in de jaren 60 het zogenaamde ‘God deeltje’  aan de universiteit van Edinburgh. In die tijd was de betekenis van zijn werk niet erkend of begrepen en toonaangevende wetenschappelijk
tijdschriften weigerde zelfs een van zijn vroege papers van de baanbrekende theorie. Het “god particle” dat oorspronkelijk het “goddamn particle” noemde door zijn ongrijpbaarheid, werd door P. Higgs zijn artikels bekritiseerd omdat deze bijnaam religieuze mensen kan beledigen. Het deeltje werd het Higgs deetje genoemd omdat P. Higgs een grote bijdrage leverde bij de theorie. Peter Higgs zelf is hier niet zo gelukkig mee aangezien hij niet de enige is die aan de theorie gewerkt heeft. Zo zal hij het deeltje nooit het Higgs deeltje noemen maar “Het deeltje dat mijn naam draagt”(Bron 3,4).


3.3.Principe

Zoals de kracht dragend deeltjes heeft Het Higgs deeltje naast een deeltjes karakter ook een veldkarakter. Het onzichtbare energieveld dat zich uitstrekt doorheen het universum. Volgens de theorie hebben alle deeltjes bij de oerknal geen massa. Maar een fractie van een seconde na de oerknal ontstaat het Higgs veld dat massa aan deeltjes geeft,  niet alle deeltjes zijn onderheven aan het Higgs veld waardoor er bv. ook deeltjes zijn zonder massa (Bron 5).


4.Tevatron en LHC

4.1.Tevatron

De Tevatron was de 2de meest krachtige proton-antiproton versneller in de wereld voordat het a afgesloten werd op 29 september 2011. Het kon bundels protonen en antiprotonen versnellen tot 99,999954% van de snelheid van het licht rond een 4 mijl omtrek. De 2 bundels van protonen botsen in de centra van de twee 5000-ton detectoren. De botsingen reproduceren de omstandigheden in het vroege heelal en onderzoekt de structuur van de materie op zeer kleine schaal. (Bron 6)

Uit de data die de Tevatron verzameld had over het Higgs deeltje kon besloten worden (julie 2010) dat het Higgs deeltje niet in de spreiding 158-175 GeV/c² voorkomt.

4.2.LHC
De Large Hadron Collider is een groot wetenschappelijk instrument in de buurt van Genève. Het is een deeltjes versneller gebruikt door natuurkundige om de kleinste bekende deeltjes te bestuderen. 2 bundels van “hadronen” of protonen worden in tegengestelde richting in de cirkelvormige versneller versneld, na het verkrijgen van energie met elke ronde worden de 2 bundels tegen elkaar gebotst. (Bron 7)
Uit de data die de LHC verzameld had over het Higgs deeltje kon besloten worden (maart 2010) dat het Higgs deeltje niet in de spreiding 155-190 GeV/c² voorkomt.
Fysici werken bij de Large Hadron Collider (LHC) hebben op 14 december 2011 aangekondigd dat de voorlopige nieuwe resultaten kunnen wijzen op het bestaan ​​van het Higgs boson.

6.Literatuurlijst


Bron 1
European Organization for Nuclear Research. A subatomic venture, Imagination is more important than knowledge. CERN. Gevonden op 9 december 2011op het internet: http://user.web.cern.ch/public/en/Science/Science-en.html
Bron 2
The University of Edinburgh. CERN hints at existence of Higgs boson Gevonden op 18 december 2011op het internet: http://www.ed.ac.uk/news/all-news/131211-higgs
Bron 3
CERN.Peter Higgs.Gevonden op 18 december 2011op het internet:  http://www.youtube.com/watch?v=kw0iRW2hoC4
Bron 4
BBC NEWS. Professor Peter Higgs of Higgs boson fame. Gevonden op 20 december 2011op het internet: http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-16224764
Bron 5

Theguardian. What is the Higgs boson?. Gevonden op 20 december 2011op het internet:  http://www.guardian.co.uk/science/2011/dec/13/higgs-boson-lhc-explained
Bron 6
Fermilab.Accelerator-Fermilab’s Tevatron. Gevonden op 20 december 2011op het internet:http://www.fnal.gov/pub/science/accelerator/
Bron 7
European Organization for nuclear Research. The large hadron collider Gevonden op 20 december 2011op het internet: http://user.web.cern.ch/public/en/LHC/LHC-en.html






Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen