Hur mycket betyder Higgs partikeln? MASSOR! Leif Lönnblad Institutionen för Astronomi och teoretisk fysik Lunds Universitet S:t Petri, 12.09.05 Higgs 1 Leif Lönnblad Lund University
Varför är Higgs viktig? Vad är massa? Hur hänger massa och Higgs ihop? Hur kan man se en Higgspartikel? Vad har vi egentligen upptäckt? Vad finns det kvar att upptäcka? Higgs 2 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad är massa? Higgs 3 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad är massa? F = mg Higgs 3 Leif Lönnblad Lund University
Massa är energi! Vad är massa? E = mc 2 Higgs 4 Leif Lönnblad Lund University
Energi är massa! Vad är massa? m = E c 2 = m 0 + E k c 2 + E p c 2 + E b c 2 Notera att c 2 9 10 16 m 2 /s 2 Higgs 5 Leif Lönnblad Lund University
Energi är massa! Vad är massa? m = E c 2 = m 0 + E k c 2 + E p c 2 + E b c 2 Notera att c 2 9 10 16 m 2 /s 2 Higgs 5 Leif Lönnblad Lund University
Energi är massa! Vad är massa? m = E c 2 = m 0 + E k c 2 + E p c 2 + E b c 2 Notera att c 2 9 10 16 m 2 /s 2 Higgs 5 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? http://htwins.net/scale2/ Higgs 6 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Vad studerar en partikelfysiker? De partiklar (kvarkar och gluoner) som bygger upp protoner och neutroner (10 18 m)... som bygger upp atomkärnor (10 15 m)... som med elektroner bygger upp atomer (10 10 m)... som bygger upp molekyler (10 9 m)... som bygger upp celler (10 5 m)... som bygger upp oss. (1 m) Higgs 7 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Mer än 99.9% av all massa finns koncentrerad i atomkärnorna Mer än 99% av kärnans massa finns i protoner och neutroner Bara ett par procent av protonens massa består av kvarkar m p = 1 GeV 1.7 10 27 kg m u 10 MeV 1 ev 1.6 10 19 J Higgs 8 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Mer än 99.9% av all massa finns koncentrerad i atomkärnorna Mer än 99% av kärnans massa finns i protoner och neutroner Bara ett par procent av protonens massa består av kvarkar m p = 1 GeV 1.7 10 27 kg m u 10 MeV 1 ev 1.6 10 19 J Higgs 8 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Mer än 99.9% av all massa finns koncentrerad i atomkärnorna Mer än 99% av kärnans massa finns i protoner och neutroner Bara ett par procent av protonens massa består av kvarkar m p = 1 GeV 1.7 10 27 kg m u 10 MeV 1 ev 1.6 10 19 J Higgs 8 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Mer än 99.9% av all massa finns koncentrerad i atomkärnorna Mer än 99% av kärnans massa finns i protoner och neutroner Bara ett par procent av protonens massa består av kvarkar m p = 1 GeV 1.7 10 27 kg m u 10 MeV 1 ev 1.6 10 19 J Higgs 8 Leif Lönnblad Lund University
Gravitationen Vad är massa? Enligt Newton: F F = mg = G mm = ma r 2 Enligt Einstein: G µν + g µν Λ = 8πG c 4 T µν Den Allmänna relativitetsteorin Higgs 9 Leif Lönnblad Lund University
Gravitationen Vad är massa? Enligt Newton: F F = mg = G mm = ma r 2 Enligt Einstein: G µν + g µν Λ = 8πG c 4 T µν Den Allmänna relativitetsteorin Higgs 9 Leif Lönnblad Lund University
Gravitationen Vad är massa? Enligt Newton: F F = mg = G mm = ma r 2 Enligt Einstein: G µν + g µν Λ = 8πG c 4 T µν Den Allmänna relativitetsteorin Higgs 9 Leif Lönnblad Lund University
Elektromagnetism Vad är massa? Elektricitet: F α q 1q 2 r 2 Elektromagnetism enligt Maxwell: Ē = 0, B = 0, Ē = δ B δt B = 1 δē c 2 δt Elektro-svag växelverkan: L EW = 1 4 Wµν a Wµν a 1 4 Bµν B µν + Q i id/ Q i + L i id/ L i Higgs 10 Leif Lönnblad Lund University
Elektromagnetism Vad är massa? Elektricitet: F α q 1q 2 r 2 Elektromagnetism enligt Maxwell: Ē = 0, B = 0, Ē = δ B δt B = 1 δē c 2 δt Elektro-svag växelverkan: L EW = 1 4 Wµν a Wµν a 1 4 Bµν B µν + Q i id/ Q i + L i id/ L i Higgs 10 Leif Lönnblad Lund University
Elektromagnetism Vad är massa? Elektricitet: F α q 1q 2 r 2 Elektromagnetism enligt Maxwell: Ē = 0, B = 0, Ē = δ B δt B = 1 δē c 2 δt Elektro-svag växelverkan: L EW = 1 4 Wµν a Wµν a 1 4 Bµν B µν + Q i id/ Q i + L i id/ L i Higgs 10 Leif Lönnblad Lund University
Vad är massa? Den starka kärnkraften Quantum Chromo-Dynamics: L QCD = Ū(δ µ ig s G a µt a )γ µ U + D(δ µ ig s G a µt a )γ µ D Higgs 11 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen ˇ CERN Standardmodellen för partikelfysik Kvarkar Leptoner d d u ū e e + ν e ν e s s c c µ µ + ν µ ν µ b b t t τ τ + ν τ ν τ Krafter γ Z 0 W ± g Higgs 12 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen ˇ CERN Standardmodellen för partikelfysik Kvarkar Leptoner d d u ū e e + ν e ν e s s c c µ µ + ν µ ν µ b b t t τ τ + ν τ ν τ Krafter γ Z 0 W ± g Higgs 12 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen ˇ CERN Standardmodellen för partikelfysik Kvarkar Leptoner d d u ū e e + ν e ν e s s c c µ µ + ν µ ν µ b b t t τ τ + ν τ ν τ Krafter γ Z 0 W ± g Higgs 12 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen ˇ CERN Standardmodellen för partikelfysik Kvarkar Leptoner d d u ū e e + ν e ν e s s c c µ µ + ν µ ν µ b b t t τ τ + ν τ ν τ Krafter γ Z 0 W ± g Higgs 12 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen ˇ CERN Standardmodellen för partikelfysik Kvarkar Leptoner d d u ū e e + ν e ν e s s c c µ µ + ν µ ν µ b b t t τ τ + ν τ ν τ Krafter γ Z 0 W ± g Higgs 12 Leif Lönnblad Lund University
Peter Higgs ˆ Standardmodellen ˇ CERN Higgs 13 Leif Lönnblad Lund University
Peter Higgs ˆ Standardmodellen ˇ CERN L H = 1 2 [(δ µ iw a µt a ib µ )φ] 2 µ2 2 φ φ λ 4 (φ φ) 2 Higgs 13 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen ˇ CERN Higgs 14 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen ˇ CERN Higgs 14 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen ˇ CERN Higgs 14 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen ˇ CERN Higgs 14 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen CERN Bortom Standardmodellen CERN Higgs 15 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen CERN Bortom Standardmodellen LHC Higgs 16 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen CERN Bortom Standardmodellen ATLAS Higgs 17 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen CERN Bortom Standardmodellen Higgs 18 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen CERN Bortom Standardmodellen Higgs 19 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen CERN Bortom Standardmodellen Higgs 20 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen CERN Bortom Standardmodellen Bortom Standardmodellen Varför tre kopior av alla partiklar? Var är alla antipartiklar? Varför olika massor? Varför fyra olika krafter? Higgs 21 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen CERN Bortom Standardmodellen Higgs 22 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen CERN Bortom Standardmodellen Higgs 23 Leif Lönnblad Lund University
ˆ Standardmodellen CERN Bortom Standardmodellen REA! Nu endast 20 000 000 000 kr! Higgs 23 Leif Lönnblad Lund University