Waarom De Higgs Boson Het Lot Van Het Universum Kan Verzegelen

{h1}

De nieuw ontdekte massa van het deeltje higgs-deeltje, wanneer aangesloten op een bepaalde berekening, suggereert dat het universum eindigt in een cataclysme.

De schijnbare ontdekking van het Higgs-deeltje van het afgelopen jaar heeft deuren geopend voor nieuwe berekeningen die voorheen niet mogelijk waren, zeggen wetenschappers, waaronder een die suggereert dat het universum miljarden jaren later in een cataclysme zal zijn.

"Het universum waarin we leven is inherent onstabiel, en op een gegeven moment wordt het miljarden jaren later allemaal weggevaagd", zegt Joseph Lykken, een theoretisch fysicus van het Fermi National Accelerator Laboratory in Batavia, Illinois. Maandag (18 februari) op ​​de jaarlijkse bijeenkomst van de American Association for the Advancement of Science.

Die projectie is gebaseerd op een berekening van de 'vacuüminstabiliteit' van het universum die afhankelijk is van de massa van het Higgs-deeltje, waarvan natuurkundigen denken dat ze die hebben gevonden bij 's werelds grootste deeltjesversneller, de Large Hadron Collider in Genève. Wetenschappers ontdekten daar een nieuw deeltje waarvan de eigenschappen suggereren dat het de Higgs zijn, hoewel verder bewijs nodig is om zeker te zijn.

Maar wat heeft dit deeltje te maken met het lot van het universum?

Allereerst is het Higgs-deeltje verwant aan het Higgs-veld, een energieveld dat ruimte doordringt waarvan gedacht wordt dat het veel deeltjes met massa doordringt. Net zoals zwemmers nat worden door een zwembad, denken de onderzoekers dat deeltjes massa door het Higgs-veld bewegen. [Galerij: zoek naar de Higgs Boson]

Heuvels en valleien

Het Higgs-veld heeft een bepaalde potentiële energie in verband met de manier waarop het met zichzelf interageert. Net zoals een grasveld heuvels en valleien heeft - maxima en minima - kan het Higgs-veld ook potentiële energie-minima en -maxima hebben, zo verklaarde Tim Barklow, een natuurkundige bij het SLAC National Accelerator Laboratory in Californië.

Op dit moment suggereren berekeningen dat het Higgs-veld op een mogelijk minimum ligt, maar op een gegeven moment kan het veld naar een ander potentieel minimum "tunnelen" waardoor het andere eigenschappen zou krijgen. (Tunneling is het kwantummechanische equivalent van het door een heuvel boren van de ene vallei naar de andere, in plaats van omhoog te rijden en dan de heuvel af.)

Maar als het Higgs-veld van het universum wordt getunneld naar een nieuw potentieel energieminimum, kan het veel sterker worden, waardoor de deeltjes van het universum massa krijgen. Elke verandering in de massa van fundamentele deeltjes zoals het proton en het elektron zou drastische gevolgen hebben. Atomen, planeten, sterren en sterrenstelsels zouden niet langer bij elkaar blijven zoals ze nu doen als hun fundamentele bestanddelen zijn veranderd.

"Dan veranderen alle natuurkundige wetten en wordt alles verscheurd", zei Barklow, die deelneemt aan het ATLAS-experiment in de Large Hadron Collider, een van de projecten die het mogelijke Higgs-deeltje ontdekte.

Higgs-massa

De waarschijnlijkheid dat deze eventualiteit wel of niet zal plaatsvinden hangt af van een aantal eigenschappen, waaronder de massa van het Higgs-deeltje. Dat was pas kort geleden bekend, toen de Large Hadron Collider een nooit eerder gezien deeltje produceerde dat eruitzag als de Higgs. De massa van dit deeltje is ongeveer 126 miljard elektronvolt, of ongeveer 126 keer de massa van het proton.

De vacuüminstabiliteit van het universum hangt ook af van de massa van de topkwark, een verwant van de ingrediënten van de protonen en neutronen die alle atomen in het universum vormen.

Zowel de Higgs-massa als de top-quarkmassa blijken precies wat nodig is om een ​​fundamentele instabiliteit in het Higgs-veld te creëren en daarom ons universum te verdoemen. [Einde van de wereld? Top 10 Doomsday Fears]

"De aanwezigheid van dit fenomeen hangt af van het feit dat de topkwark zwaar is en dat de Higgs erg licht is", zei SLAC, theoretisch natuurkundige Michael Peskin. "Het blijkt dat de top-quark erg zwaar is en de Higgs is lichter dan veel mensen dachten dat het zou zijn."

Kommer en kwel

Het lijkt een perfecte storm te zijn om een ​​treurig einde te maken aan ons universum in vele miljarden jaren. Maar maak je geen zorgen te veel.

"Andere dingen, zoals de zon die een rode reus wordt, zullen gebeuren voordat dit gebeurt," zei Peskin, dus mensen zullen waarschijnlijk niet in de buurt zijn.

Bovendien zit de situatie nog niet vast. Om te beginnen is de massa van de topkwark nog niet precies genoeg bekend.

En bovendien hangt het hele instabiliteitscenario van Higgs af van het feit dat er geen nieuwe deeltjes zijn dan die nu bekend zijn. Omdat veel natuurkundigen vermoeden dat het universum echt rijk is aan deeltjes die ze nog niet hebben ontdekt, zoals de overvloed aan deeltjes die wordt voorspeld door de theorie van supersymmetrie, zou de instabiliteit van Higgs kunnen uitblijven.

"Deze observatie is erg interessant, maar er is een groot debat over wat het betekent," vertelde Peskin WordsSideKick.com. Sommige deskundigen denken dat het feit dat het Higgs-deeltje de massa heeft die het doet, is omdat het universum echt onstabiel is.

"En er zijn andere mensen zoals ik, die zeggen dat het gewoon een nieuwsgierigheid is en nadat we supersymmetrische deeltjes hebben ontdekt, zullen mensen zeggen dat het totaal niet relevant is," zei Peskin. "We weten niet wie gelijk heeft, dat is wat er zo mooi aan is."

Volg Clara Moskowitz op Twitter @ClaraMoskowitz of WordsSideKick.com @wordssidekick. We zijn ook bezig Facebook & Google+.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com