Willkommen in der Planckwelt

Interview in München

IZ:
Willkommen in München !     Warum haben wir für unser Interview gerade München ausgewählt ?
In diesem Jahr 2012 wird der Chef des CERN und Direktor des Max-Planckinstituts für Physik
Herr Prof. Heuer in Genf und hier in München das Ergebnis der über 30-jährigen Jagd nach der Masse
des Higgs-Bosons verkünden.   Noch ist Anfang des Jahres 2012 die Frage noch nicht beantwortet.
„ To be or not to be, that ist the question ! „   Das ist sein berühmter Ausspruch des Jahres 2011.
Wie ist eigentlich Ihre Meinung ?   Gibt es das Higgs-Boson ?    Sie haben sich in unseren letzten Interviews
noch nie eindeutig dazu geäußert.

Autor:
Das stimmt !    Nach meiner Meinung ist der Ursprung der Masse in der Thermodynamik zu finden. Das
habe ich wiederholt dargelegt.   Für mich ist bis jetzt immer unverständlich gewesen, wie ein Higgs-Boson
mit derzeit 124 GeV bis 126 GeV   sich an das Top-Quark ankoppeln und ihm eine Masse von 176 GeV
verleihen kann.    Irgendetwas kann mit dem Higgsmechanismus nicht stimmen.
Aber seit Anfang des Jahres bin ich überzeugt, dass das Skalar-Boson existiert und ein wichtiger Bestandteil
des Standardmodells ist .   Der theoretische Massenwert des Higgs-Bosons ist   126.300611 GeV.

IZ:
Damit liegen Sie beim experimentellen Wert, der vom Atlas-Detektor gemessen wurde und beim Seminar im
Dezember 2011 verkündet wurde.   Daneben gibt es auch unabhängig davon den Wert 124 GeV   , der vom
CMS- Detektor gemessen wurde.     Wie kamen Sie auf diesen Wert mit 6 Stellen hinter dem Komma ?
Bekanntlich ist die Masse des Higgs-Bosons ein freier Parameter, der proportional zum Vakuumerwartungswert ist.
Der Proportionalitätsfaktor ist √ 2 λ .   λ ist dabei die Steigung der Hutkrempe des Mexikanerhuts beim
Higgsmechanismus.   Und dieses λ   wird mit einem Riesenaufwand seit 30 Jahren am Tevatron und jetzt am
LHC   experimentell bestimmt.

Autor:
Nun, multiplizieren Sie den Vakuumerwartungswert 246 GeV mit e^-2/3 , dann erhalten Sie genau diesen Wert.
Es ist übrigens der gleiche Zahlenwert wie bei der Elektronmasse 0.511 MeV. Da immer mit Massenverhältnissen
gerechnet wird, kürzt sich immer die Benennung heraus.

IZ:
Sie hatten ja in Münster angedeutet , dass Sie auch für die Top-Quarkmasse einen solchen Zusammenhang mit dem
Vakuumerwartungswert entdeckt haben.     Lassen Sie mich das rekapitulieren :     176 GeV = ( e^-1/3 ) 246 GeV
Das ist ja die Kopplungskonstante,   die im Rahmen des Higgsmechanismus zwar vorgeschlagen wird ,
über deren Wert man aber sich überhaupt noch keine Gedanken gemacht hat.
Und wenn Sie bedenken, dass das Top-Quark   die elektrische Ladung +2/3   hat,   dann beginnt man ja langsam
etwas zu ahnen.

Autor:
Sie sagen es !      Fassen wir das nochmals zusammen :      Das skalare Higgs-Boson koppelt mit e^-2/3 an den
Vakuumerwartungswert , und das Top-Quark koppelt mit   +2/3 e   an ein elektromagnetisches Feld ,
wobei hier e   selbstverständlich die elektrische Elementarladung ist.     Dabei müssen wir bedenken, dass das
Top-Quark innerhalb 10^-25 s so schnell zerfällt , dass es nicht hadronisiert.    Hinzu kommt noch, dass es enorme
Schwierigkeiten gab, die elektrische Ladung des Top-Quarks zu bestimmen.   Offenbar liegt hier eine Unschärfe vor
bei dem sonst so exakt eingehaltenen Ladungserhaltungssatz ?    Diese Überlegungen sind enorm spannend.

IZ:
Ich kann mir denken , worauf Sie hinaus wollen . Sie sehen einen Zusammenhang von elektrischer und gravitativer
Ladung , eine Art Ursymmetrie, von der Einstein träumte .
Kommen wir nochmals zurück auf unser Interview in Münster . Wir hatten ja besprochen, dass wir Ihr
Massenspektrum der Quarks und Leptonen, das mich wegen seiner Einfachheit sehr beeindruckte , kompatibel
machen mit dem Higgsmechanismus mit der zentralen Größe v = 246 GeV , dem Vakuumerwartungswert.
Das erreichen Sie, wenn Sie nur, wenn Sie die Yukawa-Kopplungskonstanten durch Ihr Massenspektrum berechnen
können.    Die allgemeine Formel der Higgstheorie für die Fermionenmassen lautet ja   m {Fermion}   = f {Fermion}   v .
Ich bringe nochmals Ihre Massenformel für die Quarks in Erinnerung :
m {Quark} = e^ ( (e^2/6)   n + 1)    [GeV]   für n= 0, 1, 3, 5, 6, 9 .      Zu beachten sind hinsichtlich der Genauigkeit
die Werte der 2.und 3. Familie, da Quarkmassen nur indirekt bestimmt werden können.

Autor:
Für das Top-Quark setzen wir die Quantenzahl 9 ein, und wir erhalten 177 GeV.       Wir haben festgestellt, dass
dieser Wert      m { t} = e^-1/3    v   ist .        Für das Top-Quark haben wir schon die Yukawa-Kopplungskonstante
und wir brauchen die Massenformel   nur entsprechend anzupassen :

IZ:
Und wie sieht das bei den Vektorbosonen der elektroschwachen Wechselwirkung Z , W+ und W- aus ?

Autor :
Auch da gibt es eine Überraschung !    Wir haben gesehen, das Top-Quark koppelt an den Vakuumerwartungswert    v
mit e^-1/3 , das skalare Higgs-Boson koppelt an v mit e^-2/3    und das Z-Boson koppelt an v mit e^-1 .
Die Massen des W+ und W- Bosons können über die Masse des Z-Bosons   mit dem Weinberg-Winkel cos θ
berechnet werden.

IZ:
Es ist erstaunlich , wie sich im logarithmischen Raum auf einfache Art und Weise alles wie in einem Puzzle
zusammenfügt.   Wir können den logarithmischen Raum als reziproken Raum ansehen, da sich alle
Werte des natürlichen Logarithmus auch als Kettenbrüche darstellen lassen. Übrigens lässt sich auch die
tranzendente Zahl e durch einen Kettenbruch berechnen.
Wie sieht es mit den Massen der Leptonen aus ?

Autor:
Nun, es gilt für die geladenen Leptonen   die Massenformel         m{ Lepton}    = e^( n e - 2/3)   für n= 0, 2, 3
Der Vakuumerwartungswert v ist dann   e^( 5 e - 2/3 - e^(-2/3)).
Die Yukawa - Kopplungskonstante errechnet sich dann jeweils durch    f = m {Lepton} v .

IZ:
Sie sind ja dem Mainstream einige Jahre voraus.    Die Yukawa-Kopplungskonstanten für die Fermionen
stehen noch gar nicht auf dem Programm der Elementarteilchen- Physiker.   Bevor wir das Teilchenschaubild des Standardmodells unter Berücksichtigung des Massenspektrums der Elementarteilchen darstellen , möchte ich
nochmals das , was wir in München erarbeitet haben, zusammenfassen :

Vor 7 Jahren haben Sie durch glückliches Probieren das Massenspektrum der Quarks und Leptonen herausgefunden.
Die Massen lassen sich dabei von der natürlichen Zahl e und ganzen Zahlen ableiten. Diese ganzen Zahlen können als
Quantenzahlen aufgefasst werden.   Dieses Massenspektrum koppeln wir jetzt durch Verschiebung auf der
logarithmischen Zahlengeraden an den Vakuumerwartungswert v= 246 GeV ,   dem zentralen Wert des Standardmodells,
an. Dabei entdecken wir anhand der Massenwerte eine einfache Zerfallsreihe von   v in Top-Quark, Higgsboson
und Z-Boson .   Das Higgs-Boson existiert, und die Masse lässt sich berechnen.
Das Higgs-Boson ist das einzige Elementarteilchen des Standardmodells, das als Skalarboson ohne Ladung und Spin
rein gravitativ wechselwirkt.     Higgs-Bosonen wechseln mit sich selbst gravitativ untereinander . Da sie wegen der
fehlenden elektrischen Ladung und wegen des fehlenden Spins an den anderen Wechselwirkungen nicht teilnehmen
können, sind sie „dunkel“ .   Die Mikrogravitation gehört also auch zum Standardmodell.

Autor:
Sie haben unseren Gedankengang kurz und knapp dargelegt.   Wenn Sie über das Higgs-Boson als dunkel bezeichnen,
muss ich natürlich schmunzeln, denn Kandidaten für die Dunkle Materie werden ja händeringend gesucht.
Wenn wir das Standardmodell mit dem Massenspektrum der Elementarteilchen auf der Zahlengerade
des natürlichen Logarithmus abbilden wollen, müssen wir unterschiedliche Sprossenabstände beachten .
Bei den geladenen Leptonen ist der Abstand e , bei den Quarks   e^2/ 6   und bei den Bosonen -1/3 .
Hinzu kommt die additive Verschiebung der Sprossenleiter .   Bei den geladenen Leptonen ist das e^-2/3 ,
bei    den Quarks -1/3 ,   und bei den Bosonen -2/3 .
Und hier ist das Standardmodell mit dem Massenspektrum_der_Elementarteilchen

IZ:
Ein Bild sagt mehr als 100 Worte ! Mich fasziniert Ihr neues Standardmodell . Selbst das Higgs-Boson hat
in diesem einfachen Zahlenschema seinen Platz.   Aber wo sind die Neutrinos ? Wo sind die Gluonen ? Wo sind
die Photonen ?

Autor:
Mit der Frage nach den Neutrinos stellen Sie eine der interessantesten Fragen unserer Zeit.   Im Standardmodell
haben sie keine Masse.   Der inzwischen erfolgte Nachweis der Masse und der Masseoszillationen zwischen den
3 Neutrinos ist der erste experimentelle Befund jenseits des Standardmodells. Und es kommt noch schlimmer :
Masseoszillationen setzen 4 Neutrinos voraus.   Und wenn es dann 4 Familien geben sollte, sagt mein neues
Standardmodell die Massenwerte der Quarks und Leptonen direkt voraus.

IZ:
Ich schlage vor, wir entwickeln diese Gedanken weiter bei unserem nächsten Interview_in_Hamburg