Gedanken über den Ursprung unseres Universums, den Big Bang, Sekunde 0

UN73 schrieb:

Carroll:
dass die Quantenfelder das Fundamentalste sind. Sie bestehen aus nichts anderem

Das habe ich anders gelernt, siehe oben, allerdings kann man diese Komponenten für alle anderen Teilchen als für Photonen nicht mit bekannten Größen zusammenbringen. Carroll meint letztlich diese Komponenten, die wir eben in räumlicher und zeitlicher Hinsicht beim Photon unterscheiden (können), wobei sie natürlich wieder redundant sind, und beide auf das Coulombfeld zurückfallen, einmal statisch und einmal dynamisch, bzw auf das vereinigte Aμ-Vierervektorfeld.

Für alle anderen Teilchen sind sie jedoch bisher nicht definiert bzw ergäben nach bisheriger Erkenntnis je eine eigene Dimension = fundamental, wobei ich mir nicht ganz sicher bin, ob da die Quantenphysik nicht schon deutlich weiter ist als meine Kenntnis. Photon, W und Z werden dabei zB als eine gemeinsame Gruppe aufgefasst, die sich aus den gleichen Komponenten zusammenmixt (Weinberg mixing angle matrix). (GWS Glashow-Weinberg-Salam)
physics.stackexchange.com/questions/7261...-photon-and-z-bosons

wiki: de.wikipedia.org/wiki/Elektroschwache_Wechselwirkung
Wie bei allen quantenfeldtheoretischen Eichtheorien werden auch in der elektroschwachen Theorie die Wechselwirkungen durch Eichbosonen vermittelt. In der elektroschwachen Theorie treten rechnerisch zunächst vier masselose Eichbosonen auf:

    ein B°-Boson (schwaches Isospin-Singulett T = Tz = 0 mit Kopplungsstärke g′ an die schwache Hyperladung Yw ),
    drei W-Bosonen W°, W¹, W² (schwaches Isospin-Triplett T = 1 und Tz = 0 , ± 1 mit Kopplungsstärke g an Tz ).

Nach einer spontanen Symmetriebrechung ergibt sich eine Massenmatrix für die vier Bosonen, die nicht diagonal ist. Eine Diagonalisierung auf die Masseneigenzustände führt letztlich zu drei massiven Eichbosonen und einem masselosen:

    das Photon γ , masselos, nicht elektrisch geladen
    das Z°-Boson, Masse 91,2 GeV, nicht elektrisch geladen[5]
    zwei W-Bosonen W±, Masse 80,4 GeV, elektrische Ladung ±1.[5]

Bei den Neutrinos ist es ja sogar so, dass diese Eigenzustände oszillieren (PMNS-Matrix Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata). Ähnlich gibt es bei den Quarks eine entsprechende CKM-Mischungsmatrix (Cabibbo-Kobayashi-Maskawa).

UN73 schrieb:

.... Die Antwort ist, dass die Quantenfelder das Fundamentalste sind. Sie bestehen aus nichts anderem und es gibt keine andere mögliche Antwort, die Sie im Bereich der Quantenfeldtheorie geben könnten ....

Eine herleitung würde mir schon besser gefallen. .... Ne nicht meins!

FabsOTX schrieb in Kommentar #2870:

"Eine Herleitung würde mir schon besser gefallen."

...eine ausführliche Herleitung liefert Prof. Sean Carroll in seinem Vortrag "Die Extraktion des Universums aus der Wellenfunktion"
hier anklicken
 

Rainer Raisch schrieb:

In der elektroschwachen Theorie treten rechnerisch zunächst vier masselose Eichbosonen auf:

Im englischen Wiki sind die Bezeichnungen etwas anders gewählt: B, W₁, W₂ und W₃.
en.wikipedia.org/wiki/Electroweak_interaction
W⁺ = (W₁-i·W₂)/²2
W⁻ = (W₁+i·W₂)/²2
γ = cw·B+sw·W₃
Z° = -sw·B+cw·W₃

Bei Stackexchange wird A für γ und A¹, A² und A³ statt W₁, W₂ und W₃ bzw W¹, W² und W° verwendet.

Das "Problem" dabei ist, dass die Anzahl der Teilchen nicht geringer wird, sondern nur ein Zusammenhang innerhalb von Gruppen entsteht.

Die Quantenfeldtheorie ist die Art und Weise, wie die moderne Physik die Natur auf ihrer tiefsten Ebene beschreibt.

Beginnend mit den Grundlagen der Quantenmechanik erklärt Prof. Sean Carroll Messung und Verschränkung, Spin, Symmetrie, Feynman-Diagramme und den Higgs-Mechanismus bevor er erläutert, wie die Welt wirklich aus Feldern besteht.

Jenseits von Newton und Einstein und all den intuitiven Vorstellungen, die den Homo sapiens seit Jahrtausenden leiten, ist dieser Vortrag von Prof. Sean Carroll eine Reise zu einer unvorstellbaren Wahrheit darüber, was unser Universum ist.  hier anklicken

Quantenfelder sind die wirklichen Grundbausteine des Universums und Teilchen Anregungen in Quantenfeldern | Prof. Sean Carroll

 

UN73 schrieb:

[Grafik]

Das Higgsfeld hat einen Erwartungswert von
vH = 246,2196 GeV
Das Higgs Boson hat eine Masse von
mH = 125,25 GeV

Das passt nicht so ganz mit der Grafk zusammen, wo das Higgsteilchen nur ein kleines Bisschen über das Higgsfeld hinaussteht. Es müsste ja um etwa 50% über das Niveau herausragen, aber das habe ich noch nicht so ganz verstanden, wie diese beiden Werte zusammenhängen.

Alle anderen Felder fluktuieren oberhalb ωC·ℏ/2. Da alle Elementarteilchen einen Wert von höchstens ein paar MeV haben, liegt das Niveau also bei 1/10000 des Higgsfeldes, das passt hinreichend zur Grafik.
 

Rainer Raisch schrieb in Kommentar #3070:

"...aber das habe ich noch nicht so ganz verstanden, wie diese beiden Werte zusammenhängen."

Soweit ich das verstanden habe, besteht auch kein kausaler Zusammenhang zwischen dem Higgsfeld-Erwartungswert (vH = 246 GeV) und der Higgs-Boson Masse (mH = 125 GeV). Das Higgs-Boson entsteht, wenn das Higgs Feld von schweren, energiereichen Teilchen stark zum Schwingen angeregt wird. Das Higgs-Boson (125 GeV) ist also nicht selbst der Lieferant für den Higgsfeld-Erwartungswert (vH = 246 GeV), sondern nur ein kurzlebiger Anregungszustand vom Higgs-Feld. Der Higgsfeld Vakuumerwartungswert (vH = 246 GeV) kommt durch die spontane Symmetriebrechung des Higgs-Feldes kurz nach dem Urknall zustande.
 

UN73 schrieb:

Der Higgsfeld Vakuumerwartungswert (vH = 246 GeV) kommt durch die spontane Symmetriebrechung des Higgs-Feldes kurz nach dem Urknall zustande.

Das Higgsfeld wird wirksam, sobald die Temperatur des Plasmas den Wert von 159,5 GeV unterschreitet. Woher der Wert stammt, weiß ich zwar nicht mehr, vlt habe ich ihn nur aus der genannten Temperatur T = 1,851e+15 K abgeleitet.
Die Dichte war damals [143,6 GeV]⁴. Aber das sind nur Rechenkünste, die beiden Werte haben keinen ersichtlichen Bezug zu den sonstigen Angaben zum Higgs.

UN73 schrieb:

ist also nicht selbst der Lieferant für den Higgsfeld-Erwartungswert (vH = 246 GeV), sondern nur ein kurzlebiger Anregungszustand vom Higgs-Feld.

Ja, das ist klar, aber das ist eben seltsam, wenn die Energie des Feldes höher ist als die eines Teilchens. Üblich ist die Energie des Teilchens auch die Energie des Feldes an diesem Ort, und die Nullpunktenergie des Feldes ist gemäß UR eben die Hälfte der Energie eines Teilchens.

Das Higgsfeld, ein skalares Feld, also eine Wesenheit unseres Universums ist verantwortlich für die Existenz der uns bekannten Elementarteilchen.
Als da sind: Quarks, Elektronen und Neutrinos.
Mir ist nicht bekannt, dass das Higgsfeld auch für die WW-Teilchen verantwortlich ist, also für die Gluonen, Photonen und die W und Z - Bosonen.

Schon gar nicht für die Teilchen der DM!
Vielleicht benötigen diese ein eigens Feld, um ihre Existenz zu begründen.

Ob auch die Expansionsenergie eine skalare Wesenheit darstellt, scheint mir recht nahe zu liegen.

Unser Higgsfeld ist eine Folge aus dem Standardmodell der Teilchenphysik und hat mit den Wesenheiten der DM und der DE nichts zu tun.

 

Thomas schrieb:

Das Higgsfeld, ein skalares Feld, also eine Wesenheit unseres Universums ist verantwortlich für die Existenz der uns bekannten Elementarteilchen.
Als da sind: Quarks, Elektronen und Neutrinos.
Mir ist nicht bekannt, dass das Higgsfeld auch für die WW-Teilchen verantwortlich ist, also für die Gluonen, Photonen und die W und Z - Bosonen.

Schon gar nicht für die Teilchen der DM!
Vielleicht benötigen diese ein eigens Feld, um ihre Existenz zu begründen.

Ob auch die Expansionsenergie eine skalare Wesenheit darstellt, scheint mir recht nahe zu liegen.

Unser Higgsfeld ist eine Folge aus dem Standardmodell der Teilchenphysik und hat mit den Wesenheiten der DM und der DE nichts zu tun.

Sorry aber bitte nicht noch eine Feld! Das Universum funktioniert Mechanisch deshalb braucht es nur ein Feld. Und der rest an "Feldern", das sind interne lokale Produkte.

Thomas schrieb:

Das Higgsfeld, ein skalares Feld, also eine Wesenheit unseres Universums ist verantwortlich für die Existenz der uns bekannten Elementarteilchen.

Das Higgsfeld ist einzig und allein für die Ruhemassen der genannten Teilchen verantwortlich, und zwar in ERSTER LINIE des W und Z, genau DAFÜR wurde es erdacht, weil ein Boson mit Ruhemasse systemwidrig war. Die Masse der Quarks und Leptonen sind ein Nebeneffekt.

Bevor das Higgsfeld wirksam wurde, waren alle Teilchen mit v=c unterwegs, genauso wie Photonen. Ihre Energie war daher nur relativ definiert. Nach der Theorie waren die Fermionen aber immer fermionisch, also wegen des halbzahligen Spins nicht so dicht wie Bosonen.
Fermi-Dirac-Statistik : Bose-Einstein-Statistik
Ϙ.w = 3/4 = 0,75 (Teilchen-Dichte)
Ϙ.n = 7/8 = 0,875 (Energie-Dichte)
(EDIT: Verwechslung korrigiert)

Ja richtig Rainer, die W- und Z-Bosonen erhalten ihre Ruhemasse durch Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld und auch die Ruhemassen aller anderen (massebehafteten) Elementarteilchen wie Quarks, Elektronen und Neutrinos werden als Folge der Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld erklärt.

Thomas hat aber natürlich auch Recht, wenn er in seinem obigen Kommentar #3539 auf die noch offenen Fragen im Standardmodell der Teilchenphysik hinweist. So werden im Standardmodell der Teilchenphysik z.B. Dunkle Materie (DM) und Dunkle Energie (DE), die den größten Teil des uns bekannten Universums ausmachen, nicht beschrieben und auch die Gravitation wird nicht erwähnt.

Es gibt also gute Gründe für die Annahme, dass das Standardmodell der Teilchenphysik nur ein Aspekt einer noch umfassenderen Theorie ist, siehe hierzu auch den parallelen Diskussionsfaden in diesem Forum: "Wie passen allgemeine Relativitätstheorie (ART) und Quantenmechanik (QM) zusammen?"  hier anklicken

Quelle:  de.wikipedia.org/wiki/Standardmodell

Da hier gerade auch über das Higgs-Feld gesprochen wird, ergänzend ein ausgezeichneter Vortrag zum Higgs-Feld gehalten 2014 für Physik-Lehrer(-innen) von Josef M. Gaßner persönlich mit inzwischen > 1 Millionen Aufrufen.

Higgsfeld, Higgsteilchen und der LHC • Live im Hörsaal | Josef M. Gaßner