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10. Massen 10.1. Das Higgs-Boson 10.1.1. Spontane Symmetriebrechung Problem:

10. Massen 10.1. Das Higgs-Boson 10.1.1. Spontane Symmetriebrechung Problem: SU(2) L U(1) Y  masselose Eichbosonen W  , Z,  Zus ätzlicher Klein-Gordon-Massenterm zerstört Eichsymmetrie Lösung: Spontane Symmetriebrechung durch eichinvariantes Higgs -Potential

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10. Massen 10.1. Das Higgs-Boson 10.1.1. Spontane Symmetriebrechung Problem:

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Presentation Transcript


  1. 10. Massen • 10.1. Das Higgs-Boson • 10.1.1. Spontane Symmetriebrechung • Problem: • SU(2)LU(1)Y  masselose Eichbosonen W, Z,  • Zusätzlicher Klein-Gordon-Massenterm zerstört Eichsymmetrie Lösung: • Spontane Symmetriebrechung durch eichinvariantes Higgs-Potential • Higgs-Mechanismus zur Erzeugung massiver Teilchen

  2. F  Fc F  Fc Phasenübergang bei F  Fc y-Mode r-Mode x-Mode -Mode (x,y)  (v,0) (x,y)  (0,0) Vel Vel y y x x Klassisches Analogon: Knick-Instabilität des elastischen Stabes

  3. g H q W, Z H g W, Z q Gluon-Fusion (dominant) Vektorboson-Fusion g H H g Higgs-Strahlung t t - Fusion begleitende Produktion 10.1.2. c) Experimentelle Suche am LHC LHC: pp bei (ab 2010), (ab 2015)

  4. Higgs-Verzweigungsverhältnisse vs. Higgs-Masse

  5. mH ≲ 150 GeV:  H   H  mH ≳110 GeV mH 110 200 GeV H H Wichtigste Higgs-Zerfallskanäle am LHC:

  6. ? Kombinierte ATLAS-Grenzen auf Ausgeschlossen: mH 111–122 und mH 131–559 GeV

  7. Entdeckung eines neuen Bosons (Juli 2012): ATLAS CMS  Neues Boson mit Spin 0 oder 2 bei 125-126 GeV!

  8. ATLAS CMS Bestätigung des Signals!

  9. ATLAS CMS Bestätigung des Signals!

  10. Kompatibel mit Higgs-Bosons des Standardmodells? • Likelihood-Analyse der Zerfallswinkelverteilung  JP= 0+ • Kopplungsstärken im Rahmen der Fehler wie im SM Ja, es ist wohl ein Higgs-Boson! Im Rahmen der Fehler ist es kompatibel mit dem Higgs-Boson!

  11. 10.2. Neutrinomassen und Neutrinooszillationen • 10.2.1. Neutrinooszillationen • Standardmodell enthält noch unnötige Annahmen: • Leptonzahlen sind einzeln erhalten • Neutrinos werden künstlich exakt masselos gesetzt • Experiment  a) und b) verletzt!  • CKM-Formalismus auch für Leptonen (Neutrinos) • Flavour-Dynamik und Leptonzahl-Dynamik • Flavour-Oszillationen und Lepton-Oszillationen genauer Neutrino-Oszillationen • CP-Verletzung auch im Neutrino-Sektor

  12. Beispiel:Betrachte nur zwei Neutrino-Sorten: • Massen-Eigenzustände1, 2Massen m1, m2 • Schwache Eigenzustände e, z.B. via     • Unitäre Transformation:   Analogon zum Cabibbo-Winkel

  13. schwache WW   Fusionszyklen hoher Neutrinofluss von der Sonne 10.2.2. Solare Neutrinos

  14. Detektormaterial37Cl(Reinigungsmittel): • Argonnachweis:-Strahlung nach K-Einfang • Davis-Experiment: 500 Tonnen Detektormaterial • 1-3 Reaktionen pro Monat • Resultat:e-Fluss  ⅓  FlussTheorie • Mögliche Gründe: • Sonnenmodell falsch? Berechneter Neutrinofluss ist extrem sensitiv auf Kerntemperatur der Sonne! • Neutrinooszillationen?

  15. Solarkonstante (direkt messbar) • pp-Zyklus  • GALLEX-Experiment (Gran-Sasso-Tunnel bis 1997) • erstmals sensitiv auf pp-Neutrinos! • Germanium-Nachweis: -Strahlung nach K-Einfang Resultat:e-Fluss  ⅔  FlussSolarkonstante • Nachweis aller Neutrinosorten: SNO-Experiment • Resultat: Fluss(e,,)  FlussTheorie • Fluss(e)  FlussTheorie Neutrinooszillationen!

  16. Č-Licht e  Č-Licht  10.2.3. Atmosphärische Neutrinos Super-Kamiokande-Experiment: Untergrund Wasser-Cherenkov-Detektor e.m. Schauer • Juni 1998: Definitiver Nachweis von Neutrinooszillationen •  verschwinden, e werden nicht zusätzlich erzeugt • also:    oder   X • 90% C.L.: • Dezember 2002: Nobelpreis (für astrophysikalische Neutrinos)

  17. p N  Pionen (  Kaonen  Kernfragmente  … ) Ladung 1 Ladung 0 oder 1 e.m. Sub-Schauer in Atmosphäre  Grobe Erwartung: Herkunft atmosphärischer Neutrinos: Wechselwirkung hochenergetischer kosmischer Strahlung (Protonen, Kern) mit Atomkernen der Erdatmosphäre

  18. -Erzeugung Detektor Erde -Erzeugung Beobachtung:Zenitwinkelabhängigkeit  -Oszillation auf dem 12700 km langen Weg durch die Erde

  19. Ausschlussgrenzen für spezifische Oszillationskanäle 95% CL Konturen für beobachtete Oszillationen

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