Skillnad mellan Higgs Boson och String Theory

Huvudskillnad - Higgs Boson vs Stringteori

Higgs boson är en grundläggande partikel av standardmodellen. Men strängteori är en teoretisk plattform som går utöver standardmodellen. Higgs boson är inte längre en hypotetisk partikel eftersom existensen av Higgs har redan bekräftats. Men strängteori är inte en helt utvecklad teori. Det utvecklas fortfarande. Higgs boson är partikeln som ger andra partiklar massa. Strängteori är inte en lösning för en enda fråga, men det är ett försök att förklara alla de grundläggande interaktionerna och också hur vägen är av. Detta är den största skillnaden mellan Higgs Boson och String-teorin.

Denna artikel förklarar,

1. Vad är Higgs Boson - Definition, Teori / Begrepp

2. Vad är strängteori - Definition, teori / begrepp

3. Vad är skillnaden mellan Higgs Boson och String Theory

Vad är Higgs Boson

I fysiken är alla kraftbärare bosoner och därför följer de Bose-Einstein-statistiken. Till skillnad från Fermioner har bosoner heltalsspinn. Det finns flera typer av bosoner, nämligen kompositbosoner, W⁺, W^-, Z⁰, gluoner, foton, graviton och Higgs. Enligt standardmodellen anses foton och gluoner vara de mediatoriska partiklarna i elektromagnetik respektive starka interaktioner. Också W⁺- och Z bosoner är de mediatoriska partiklarna i den svaga interaktionen. Dessutom anses graviton vara kraftbäraren i gravitationsinteraktion.

Higgs boson, även känd som Gud partikel, är en boson med nollspinn. Det var uppkallat efter en brittisk fysiker; Peter Higgs. Higgs är en grundläggande partikel utan elektrisk laddning eller färgladdning. Den betecknas normalt med symbolen "H" ⁰”. Trots att Higgs är en medierande partikel, är det inte en kraftbärare av grundläggande interaktion.

Enligt partikelfysikbegreppen medierar de medierande partiklarna eller kraftbärarna interaktioner med sina respektive fält. Exempelvis medierar fotonen interaktioner med det elektromagnetiska fältet, och det är en kvantutmatning av det elektromagnetiska fältet. På samma sätt förmedlar Higgs bosonen med Higgs-fältet, och det är en kvantexpitation av Higgs-fältet. Enligt standardmodellen samverkar Higgs boson med Higgs-fältet och ger alla andra grundläggande partiklar massa. Därför anses denna mekanism vara en av de viktigaste fenomenen inom vetenskapen.

Till skillnad från i foton är invarianta massor av graviton eller gluon noll; Higgs bosonen är en massiv partikel med en massa inom intervallet 125 GeV / c² -126 GeV / c². Därför behövs en stor mängd energi för att skapa en Higgs boson. I en partikelaccelerator accelereras laddade partiklar och slår mot varandra. Som ett resultat omvandlas partikelens energi till massa enligt Einstein ekvationen E = mc² . För att skapa en Higgs boson måste en partikelaccelerator kunna accelerera partiklarna mycket nära ljusets hastighet eftersom Higgs boson är en massiv partikel. Men 2013 meddelade Large Hadron Collider (LHC) på CERN att de hade lyckats upptäcka Higgs-partikeln. Även om standardmodellen inte är en helt acceptabel historia av materia och energi, bekräftade förekomsten av Higgs-partikeln några andra viktiga förutsägelser av standardmodellen: existensen av Higgs-fältet, Higgs-mekanismen och hur partiklar förvärvar deras massa.    

Higgs är en väldigt instabil partikel. Det har observerats att Higgs-partiklarna sönderfallas i två Z bosoner, två W bosoner eller två fotoner omedelbart när de skapas.

Enligt standardmodellen var Higgs-partikeln en hypotetisk boson tills den upptäcktes 2013, vilket ger massa till alla grundläggande partiklar. Därför löste upptäckten av Higgs-partikeln (2012-2013) det djupaste pusset i standardmodellen. Higgs är inte längre en hypotetisk partikel utan en verklighet. Upptäckten av Higgs boson anses vara en milstolpe i grundläggande partikelfysik och också som ett milstolpe för mänsklig historia.

Sammanfattning av interaktioner mellan vissa partiklar som beskrivs av standardmodellen

Vad är strängteori

Vid 1950, de två radikala teorierna; Einsteinsteori om relativitet och kvantfysik tycktes vara tillräcklig för att förklara de flesta av de observerade fysiska fenomenen / funktionerna i universum. De två teorierna användes för att förklara saker från universums ursprung till de kosmologiska objektens slutgiltiga öde. Men ibland insåg forskarna att de två teorierna inte var tillräckliga för att förklara några observerade fenomen och egenskaper. Således var de tvungna att utveckla en ny teori som kunde förklara de som inte kunde förklaras av kvantfysik eller relativitetsteori. Det första försöket var standardmodellen som förklarar alla de grundläggande partiklarna, varav det är fråga om. Modellen förklarade också all den grundläggande interaktionen i universum med ett undantag; Gravitationsinteraktionen ingick inte i denna standardmodell. Därför är standardmodellen inte en helt enhetlig teori. Det insåg att det var svårt att kombinera gravitationsinteraktionen med andra tre grundläggande interaktioner.

Strängteori är en teoretisk modell som bygger på endimensionella grundläggande objekt. Dessa objekt är kända som strängar eftersom de antas vara endimensionella. I strängteori kan strängar vibrera i olika vibrationella tillstånd. Även om strängar är endimensionella, ser de ut som partiklar som de vibrerar. Olika vibrerande tillstånd av strängar motsvarar olika typer av partiklar, av vilka mass-, spinn-, laddnings- och andra egenskaper är bedömda av strängarnas vibrationella tillstånd. En av vibrerande tillstånd i strängen motsvarar den mediatoriska partikeln av gravitationsinteraktion som kallas "graviton". Strängteori anses alltså vara en teori om kvantvikt. Strängteori innehåller alla grundläggande interaktioner.

Strängarna i strängteorierna kan vara antingen stängda eller öppna strängar eller båda. Man kan börja utveckla en strängteori från vilken typ av dessa strängar som helst. Om han bara vill utveckla en strängteori för bosoner är det en bosonisk strängteori. En bosonisk strängteori förklarar alla de grundläggande interaktionerna utom materia. Den bosoniska strängteorin är en teori med 26 dimensioner. Men om någon vill utveckla en strängteori som kan förklara alla grundläggande interaktioner såväl som materia behövs en särskild symmetri mellan bosonerna (kraftbärarna) och fermionerna (materia partiklar) som kallas supersymmetri. En sådan strängteori är känd som en "superstringteori". Det finns fem typer av supersträngsteorier, och de utvecklas fortfarande. Den senaste revolutionen i strängteori är "M-teorin" som fortfarande är under utveckling.

Ett tvärsnitt av ett kvintiskt Calabi-Yau-grenrör

Skillnad mellan Higgs Boson och String Theory

Grundläggande definition

Higgs boson: Higgs boson är partikeln som ger andra partiklar massa.

Strängteorin: Strängteori är en teoretisk modell som försöker förklara hur materia är gjord av, grundläggande interaktioner mm.

Godtagbarhet

Higgs boson: Förekomsten av Higgs boson har bekräftats.

Strängteorin: Strängteori är fortfarande under utveckling.

Andra synpunkter

Higgs boson: Vissa fysiker tror att det kan finnas mer än en Higgs boson.

Strängteorin: Flera typer av strängteorier finns.

 Image Courtesy:

”Calabi yau" Av Jbourjai - Mathematica output - skapad av författare (Public Domain) via Commons Wikimedia

"Elementära partikel interaktioner" Av en: Användare: TriTertButoxy, Användare:Stannered - en: Bild: Interactions.png (Public Domain) via Commons Wikimedia