Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gilt das Higgs-Modell für beliebig hohe Energien?

09.07.2012
Der diesjährige Preis für die beste Theoriepräsentation der „International School of Subnuclear Physics" der Ettore Majorana Foundation, einem jährlich stattfindenden Kurs für Doktoranden auf dem Gebiet der Teilchenphysik, geht an den Physiker Max Zoller vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Der Doktorand erhält die Auszeichnung für seine Arbeit und seinen Vortrag über die Betafunktion der Higgs-Boson-Selbstkoppung – seine theoretische Untersuchung zeigt, dass das Standardmodell der Teilchenphysik für das Higgs-Boson bis zu nahezu beliebig hohen Energien gültig sein kann.

Die Wechselwirkung von Higgs-Teilchen untereinander ist eine wichtige Komponente im Standardmodell der Teilchenphysik. Die Betafunktion als eine zentrale Größe jeder Theorie in der Hochenergiephysik beschreibt, wie sich die Stärke der Wechselwirkung von Teilchen mit der Energie des betrachteten Prozesses ändert:

Treffen beispielsweise niederenergetische, also langsame Elektronen aufeinander, so ist deren elektromagnetische Wechselwirkung schwächer als bei hochenergetischen, also schnellen Elektronen. Umgekehrt ist es bei der starken Wechselwirkung, die Atomkerne zusammenhält: Je höher die Energie des Prozesses, umso schwächer wird die Kopplung der Teilchen aneinander.

„Eine entscheidende Frage in der Teilchenphysik ist, ob das Standardmodell bis hin zu sehr hohen Energien gültig sein kann oder ob zwingend neue Entdeckungen bei hohen Energien gemacht werden müssen, weil die Theorie sonst nicht mehr stabil ist“, sagt Max Zoller, der am Institut für Theoretische Teilchenphysik promoviert. Der Doktorand untersuchte, für welchen Energiebereich das von Peter Higgs, einem der Erfinder des Higgs-Bosons, und anderen Wissenschaftlern vor mehr als vierzig Jahren vorgeschlagene Higgs-Modell seine Gültigkeit behält.

Eine wichtige Wechselwirkung im Standardmodell der Teilchenphysik ist die eines Higgs-Teilchens mit anderen Higgs-Teilchen und ihrer Entwicklung bei hohen Energien. Für diese Wechselwirkung hat Max Zoller gemeinsam mit seinem Betreuer Dr. Konstantin Chetyrkin die Betafunktion mit einer bisher unerreichten Präzision berechnet. Dem Ergebnis seiner Untersuchung zufolge interagieren die Higgs-Teilchen bei hohen Energien schwächer miteinander als bei niedrigen. Zollers Arbeit liefert damit wichtige Rückschlüsse für ein Higgs-Teilchen mit einer Masse von etwa 125 GigaElektronenVolt (GeV), welche der des neuen Teilchens entspricht, das vor wenigen Tagen am CERN entdeckt wurde.

„In Verbindung mit dem experimentell bestimmten Massewert des Higgs-Bosons von etwa 125 GeV beweisen die Rechnungen eine bemerkenswerte Stabilität der Theorie bis hin zu fast beliebig hohen Energien“, so Zoller.

Zollers und Chetyrkins Untersuchung gewinnt ihre besondere Aktualität durch die Entdeckung des Higgsbosons am Large Hadron Collider (LHC), welche am 4. Juli dieses Jahres am CERN präsentiert wurde und an der auch eine Arbeitsgruppe des Instituts für Experimentelle Kernphysik des KIT maßgeblich beteiligt war.

Zu den Mitgliedern des Auswahlausschusses bei der jährlich stattfindenden „International School of Subnuclear Physics" der Ettore Majorana Foundation zählten unter anderem der Nobelpreistraeger Gerard t'Hooft von der Universität Utrecht und Peter Higgs von der Universität Edinburgh, einer der Erfinder des Higgsbosons.

Zur Person
Max Zoller studierte Physik an der ehemaligen Universität Karlsruhe, heute KIT. Der Stipendiat der Studiensstiftung des Deutschen Volkes promoviert derzeit am Institut für Theoretische Teilchenphysik zum Thema „Dreischleifen-Betafunktionen im Standardmodell“.

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Körperschaft des öffentlichen Rechts nach den Gesetzen des Landes Baden-Württemberg. Es nimmt sowohl die Mission einer Universität als auch die Mission eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Das KIT verfolgt seine Aufgaben im Wissensdreieck Forschung – Lehre – Innovation.

Monika Landgraf | idw
Weitere Informationen:
http://www.kit.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall
22.08.2017 | Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe

nachricht Im Neptun regnet es Diamanten: Forscherteam enthüllt Innenleben kosmischer Eisgiganten
21.08.2017 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer IPM präsentiert »Deep Learning Framework« zur automatisierten Interpretation von 3D-Daten

22.08.2017 | Informationstechnologie

Globale Klimaextreme nach Vulkanausbrüchen

22.08.2017 | Geowissenschaften

RWI/ISL-Containerumschlag-Index erreicht neuen Höchstwert

22.08.2017 | Wirtschaft Finanzen