Willkommen in der Planckwelt

Das Interview in Hannover über

die Higgs-Formel 126

IZ:
Guten Tag in Hannover , in der Stadt, in der jedes Jahr die größte Technologiemesse der Welt
stattfindet ! Interessante Fragen wollen wir in Hannover angehen :
Ist im Standardmodell der Elementarteilchen noch Platz für eine 4. Teilchenfamilie ?
Welche Yukawa-Koeffizienten haben die massiven Neutrinos ? Wie entstand das Wasserstoffatom ?

Welche Produkte werden mit der Higgsformel h = v e^-2/3 in 10 Jahren entwickelt werden ?

In unserem Interview in Göttingen und im Interview in Wien haben sie die Higgsformel erstmals vorgestellt.

Autor :
Nach dem gegenwärtigen Verständnis der Physik ist die Masse des Higgs-Bosons ein freier Parameter und
kann nicht berechnet werden.   Die Masse muss experimentell bestimmt werden .
Aus diesem Grund wird auch dieser milliardenschwere Aufwand mit dem
größten Mikroskop , das der Mensch jemals hergestellt hat, getrieben .

IZ:
Wie findet man eine solche Formel ?    Wie kamen Sie zur Higgs-Formel ?

Autor :
Das ist Intuition. Dazu gehört die Neugier auf neueste Erkenntnisse der Physik. Dazu gehört das Internet
als Mittel und Werkzeug, und dazu gehört das Herumprobieren mit Zahlenmaterial .   Mit Herumprobieren
hat auch Balmer seine Balmer-Formel gefunden,   die das Wasserstoffspektrum erklärte.
Und mit der Higgs-Formel können wir das Massenspektrum der Quarks und Leptonen erklären.
Wieder liegt mit den Massenwerten zufällig erscheinende Zahlen vor, für das ein Muster gesucht wird.

IZ:
Ihre Higgsformel haben Sie rechtzeitig entdeckt. Warum ist die Higgsformel jetzt so wichtig ?

Autor:
Die große Herausforderung der nächsten Monate bis Ende 2012 liegt darin ,   die durch die Kollisionen
weiter anfallenden Daten am CERN statistisch auszuwerten und damit die Existenz des Higgs-Bosons nachzuweisen.
Der Nachweis wird bei einem σ= 5 anerkannt , das entspricht einem Verhältnis von 1 : 1000 000 gegenüber den
Fluktuationen des Untergrunds.   Der Atlas – Detektor steht mit h= 126 GeV bei σ= 2.8 , der zweite unabhängige
Detektor CMS mit h= 125 GeV bei σ= 2.6 .     Die beiden statistischen Auswertungen können nur bei einem
Massenwert kombiniert werden . Ist dieser Massenwert 126 GeV oder 125 GeV ?    Welcher Detektor muss seine
Daten auf Meßfehler und Meßabweichungen überprüfen ?   An welchem Knopf muss gedreht werden ?
Und auf diese Fragen gibt die Higgsformel die Antwort :    h= v e^(-2/3) = 126 GeV

IZ:
Können wir mit der Higgsformel unsere anderen Fragen erklären, die wir uns für heute vorgenommen haben ?

Autor:
Das sind spannende Fragen ! Beginnen wir mit der 4. Teilchenfamilie. Die vor 20 Jahren entdeckten
Neutrino-Oszillationen sind Anzeichen für die Neue Physik jenseits des Standardmodells.
Neutrinos können nur oszillieren, wenn sie eine Masse haben. Und das geht nur mit 4 Neutrinos.
Der Leptonen-Erhaltungssatz legt nahe, dass es dann 4 geladene Leptonen gibt mit einer
schweren Schwester des Tauons. Und es muss dann eine 4. Quarkfamilie geben.
Sehen wir uns die Yukawa-Koeffizienten der Quarks an. Die Yukawa- Koeffizienten sind dimensionlos
und reine Zahlen . Basis ist die natürliche Zahl e . Dimensionslose Faktoren sind eine Voraussetzung für
die Skalensymmetrie, die die Beliebigkeit der Massenwerte im Standardprogramms der Elementarteilchen
einschränkt auf einen konkreten Zahlenwert und den Quantenzahlen.

m{ Quark } = 246000 e^-( e²/6 * n – 1/3 ) für n= 0 , 3 , 4 , 6 , 8 , 9

                                                                                                 v                  t                b               c             s        u      d

                                                                                           [246000 , 176000 ,   4400 ,   1280 ,   109 ,    9 ,    3 ]     MeV

Extrapolieren wir die d-Reihe zum 4. Quark , dann erhalten wir das schwere Bottom-Quark mit der gleichen
Masse wie das top-Quark der 3. Familie .

IZ:
Das ist in der Tat ein überraschendes Ergebnis . Es bestätigt aber auch das Problem , die Ladung des
top-Quarks von Anfang an genau zu bestimmen.
Es gibt noch ein anderen interessanten Hinweis.   Wenn bei 177 GeV   zwei schwere b-Quarks
und ein t-Quark aus dem Zerfall des Vakuums entstehen , dann ist der Ladungserhaltungssatz gewahrt.

Autor:
Wir können ja den Faden weiter spinnen.    4 Familien sind notwendig, damit am Ende der Zerfallsreihe
ein Proton mit einer positiven elektrischen Ladung entsteht.    Und damit das gewährleistet wird, müssen
die 3 Quarks während des Zerfallsprozesses eingeschlossen sein.   Dazu benötigen wir die Farbkraft.
Dem Geheimnis der Entstehung des Wasserstoffs aus dem heißen Nichts kommen wir somit wieder
einen Schritt näher.

IZ:
Ist bei den geladenen Leptonen auch Platz für ein 4. Lepton ?

Autor :
Auch bei der Leptonreihe müssen wir uns nochmals die Yukawa-Koeffizienten anschauen:

                        m{Lepton} =         246000 e^- (e * n - e^-2/3 )     für n=   2     ,     3     ,     5

                                                                                                                       v             τ            μ          e

                                                                                                              [ 246000 , 1787 ,   118 , 0.513 ]      MeV

        Für n= 1 erhalten wir   27000 MeV
               n= 0                           411000 MeV

Am TeVatron wurde bei der CDF- Kollaboration vor einigen Jahren bei einer Kollisionsenergie von 1 TeV
ein rätselhaftes Ergebnis erhalten.   Es wurden mehr Myonen von den Detektoren registriert als das
Standardmodell voraussagte. Dazu kam noch, dass diese Myonen außerhalb des Wechselwirkungsbereichs
nachgewiesen wurden.   Ein Geistteilchen musste bei der Kollision entstanden sein, mit Myonen am Ende
der Zerfallskette . War das Geistteilchen das schwere Tauon , das 4. geladene Lepton ?   Damals waren die
Neutrinos noch masselos und eine 4. Teilchenfamilie außerhalb jeglicher Vorstellung.

IZ:
Das war damals am Tevatron das erste Experiment, das nicht mit dem Standardmodell erklärt werden konnte.
Sie sprachen an, dass inzwischen nachgewiesen wurde, dass Neutrinos eine Masse haben. Die
Voraussetzung für oszillierende Neutrinos sind 4 Neutrinos , die sich in ihren Massen unterscheiden.
Welche Yukawa-Koeffizienten haben Ihrer Meinung nach diese 4 Neutrinos ?

Autor:
Die Obergrenzen der Neutrinomassen wurden inzwischen beim Katrin-Experiment in Karlsruhe
experimentell bestimmt . ν_e < 2.2 eV , ν_μ < 0.17 MeV , ν_τ < 18 MeV
Die Zerfallsreaktionen am CERN vor 30 Jahren ergaben, dass die Masse des 4. Neutrons mehr als halb so groß
wie die Masse des Z-Bosons sein muss also > 46 GeV.
Wie muss eine Massenhierarchie der Neutrinos auf der Basis der natürlichen Zahl e aussehen , die eine so
große Bandbreite überstreicht und welche Yukawa-Koeffizienten erhalten wir für die 4 Neutrinos ?

246 e^(-e²n -1- e/4) für n= 0 , 1 , 2 ,3 GeV

Wolken aus schweren Antineutrinos sind somit interessante Kandidaten für die Antimaterie und für die
Dunkle Materie .

IZ:
Mit der Berechnung der Yukawa-Koeffizienten haben Sie die Frage , ob im Standardmodell noch Platz für
eine 4. Familie ist, gut beantwortet.    Lediglich das schwere t-Quark wäre im SM4 über dem
Vakuumerwartungswert v= 246 GeV . Es spielt aber auch im SM3 schon eine Sonderrolle.   Es ist ja
schwerer als das Higgs-Boson 126   . Da das Higgs-Boson 126 dem schwereren t-Quark im SM3 nicht die
vollständige Masse verleihen kann,   wirft das die Frage auf, ober Ursprung der Masse überhaupt durch
den Higgs-Mechanismus logisch erklärt werden kann.     Spielt das SM4   für das momentane σ-Problem
auch eine wichtige Rolle ?

Autor:
Es ist eine spannende Frage zur rechte Zeit .   Diskutieren wir sie doch bei unserem nächsten
3. Interview in Hannover   und unserem    Interview in Bonn !