Die Entdeckung des Higgs-Boson

Lauritz Schnatmann

Universität Bielefeld

Physikalisches Proseminar, SS2013

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Outline

1 Was ist das Higgs-Boson?MotivationHiggs-Boson

2 Der Higgs-MechanismusHiggs-MechanismusAnalogie CocktailpartyAnalogie Higgs-Boson

3 Entdeckung des Higgs-BosonsATLASDetektor: ATLASAufbauErgebnisGraph

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Motivation

Woher kommt die Masse?Existenz des Higgs-Boson als Bestätigung für das Higgs-Feld,somit auch für das Standardmodell der Teilchen

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Was ist das Higgs-Boson?

Existenz als Beweis für das Higgs-FeldExistenz noch nicht komplett gesichertEntdeckung: 4. Juli 2012:Energie: 125− 126GeV mit einer Signifikanz von 4, 9σ(ATLAS)bzw. 5, 0σ(CMS)Spin: 0neutral geladen

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Higgs-Mechanismus

1964 von Peter Higgsentwickeltbeschreibt die Brechunglokaler SymmetrienHiggs-Potential ähnlich desBodens einer Sektflasche

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Higgs-Mechanismus

Alle Bosonen und Fermionen sind masselosMasse entsteht durch die Wechselwirkung mit dem Higgsfelddas HiggsFeld ist im gesamten Raum (Universum)Wirkung des Feldes über das Higgs-Boson als AustauschteilchenStörung des Feldes

→ träge Masse

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Analogie zu einer Cocktailparty

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Analogie Higgs-Boson

CH/AG SS09: Teilchenphysik f. Fortg. 6

Der HiggsDer Higgs--Mechanismus Mechanismus --eine Analogie (II)eine Analogie (II)

Anregung desHintergrundfeldes

angeregtes Higgs-Hintergrundfeld≙ massives Higgs-Boson

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Atlas

ATLAS und CMS: gleiche Ziele→ Ergebnisse abgleichenursprünglich für: A ToroidalLHC ApparatuS2 Protonen werden aufeinander geschossenEnergie: 7-8 TeV

→ 11000 RundenSekunde

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ATLAS

Kollisionsrate: 40MHz = 40 · 106Hz

Spurendetektor innerhalb eines supraleitendem Solenoidmagnet(B=2T)Impulsauflösung: 10% bei 100 GeVStandort der Pixel- und SCT-Module bis auf 100µm bekannt

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Aufbau

Länge:45m, Breite und Höhe: 22m, Gewicht 7000t

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Ergebnis

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Ergebnis

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Graph

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Zukunft

13-14TeV Energie2020. Fehler auf 5-15% minimiert

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Quellen

Kolloquium 15.07.2012 Martin Klutehttp://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/higgs-boson-gottesteilchen-verleiht-materie-ihre-masse-a-842517.html

http://www.chip.de/news/Neues-Elementarteilchen-Alles-uebers-Higgs-Boson_56567282.html

http://www.desy.de/~geiser/Lehre/SS09/higgs09.pdf

http://erlangen.physicsmasterclasses.org/sm_et/sm_et_07.html

http://cds.cern.ch/record/1462525

http://www.spektrum.de/alias/higgs-boson/ein-bittersuesses-ende/1200221

http://de.wikipedia.org/wiki/Higgs-Mechanismus

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