The basics of the Higgs boson - Dave Barney and Steve Goldfarb

Die Grundlagen des Higgs-Bosons -- Dave Barney and Steve Goldfarb

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

Übersetzung: Julia Woithe Lektorat: Nadine Hennig

So two guys walk into a bar.

Zwei Kerle kommen in eine Bar.

Really?

No, seriously.

Wirklich?

Nein, im Ernst.

Two guys walk into a bar,

Zwei Kerle kommen in eine Bar,

an ice cream bar:

eine Eis-Bar:

Dave, a physicist working on the Large Hadron Collider at CERN,

Dave, ein Physiker, der am Large Hadron Collider am CERN,

the European laboratory for particle physics,

dem Europäischen Forschungszentrum für Teilchenphysik, arbeitet,

and Steve, a blues singer.

und Steve, ein Blues-Sänger.

"Dave, how's it going?"

"Dave, wie geht's?"

"Steve, good to see you!"

"Steve, schön dich zu sehen!"

"Two scoops of chocolate almond for me."

"Für mich zwei Kugeln Schoko-Mandel."

"Vanilla shake."

"Vanille-Shake."

"Hey, I just saw something about the LHC on TV.

"Hey, ich hab gerade irgendwas über den LHC im Fernsehen gesehen.

You guys found bozo in your detector?"

Ihr habt Clown Bozo in eurem Detektor gefunden?"

"Well, not exactly.

"Na ja, nicht ganz.

We found a boson,

Wir haben ein Boson gefunden,

probably the Higgs boson."

wahrscheinlich das Higgs-Boson."

"What's that?"

"Was ist das?"

"It's a particle."

"Das ist ein Teilchen."

"Don't you find particles all the time?"

"Findet ihr nicht ständig irgendwelche Teilchen?"

"Yes, but this one means

"Ja, aber dieses eine deutet darauf hin,

that the Higgs field might really exist."

dass das Higgs-Feld wirklich existieren könnte."

"Field? What field?"

"Feld? Was für ein Feld?"

"The Higgs field.

"Das Higgs-Feld.

It's named after Peter Higgs,

Es wurde nach Peter Higgs benannt,

although many others contributed to the idea.

auch wenn viele andere zu der Theorie beigetragen haben.

It isn't a field, like where you grow corn,

Es ist kein Feld, auf dem man Mais oder so anbaut,

but a hypothetical, invisible kind of force field

sondern ein hypothetisches, unsichtbares Feld,

that pervades the whole universe."

das das gesamte Universum durchdringt."

"Hmmmm, okay.

"Hmmmm, okay.

If it pervades the whole universe,

Wenn es das gesamte Universum durchdringt,

how come I've never seen it?

wie kommt es, dass ich es noch nie gesehen habe?

That's a bit strange."

Das ist ein bisschen seltsam."

"Well, actually, it's not that strange.

"Na ja, das ist eigentlich nicht seltsam.

Think of the air around us.

Denk an die Luft, die uns umgibt.

We can't see it or smell it.

Wir können sie nicht sehen oder riechen.

Well, perhaps in some places we can.

Gut, vielleicht kann man das an einigen Orten.

But we can detect its presence with sophisticated equipment,

Aber wir können ihre Gegenwart mit hoch entwickelten Geräten nachweisen,

like our own bodies.

wie zum Beispiel unseren eigenen Körpern.

So the fact that we can't see something

Die Tatsache, dass wir etwas nicht sehen können,

just makes it a bit harder to determine

macht es einfach ein bisschen schwerer festzustellen,

whether its really there or not."

ob es da ist oder nicht."

"Alright, go on."

"Alles klar, erzähl weiter."

"So, we believe this Higgs field is all around us,

"Also, wir glauben, dass uns dieses Higgs-Feld überall umgibt,

everywhere in the universe.

überall im Universum.

And what it does is rather special -

Und es tut etwas ganz Besonderes --

it gives mass to elementary particles."

es verleiht den Elementarteilchen Masse."

"What's an elementary particle?"

"Was ist ein Elementarteilchen?"

"An elementary particle is what we call

"Als Elementarteilchen bezeichnen wir Teilchen,

particles that have no structure,

die keine Struktur haben,

they can't be divided,

die nicht geteilt werden können,

they're the basic building blocks of the universe."

sie sind die fundamentalen Bausteine des Universums."

"I thought those were atoms."

"Ich dachte, das wären die Atome."

"Well, atoms are actually made of smaller components,

"Na ja, Atome sind eigentlich aus noch kleineren Bausteinen zusammengesetzt,

protons, neutrons, and electrons.

aus Protonen, Neutronen und Elektronen.

While electrons are fundamental particles,

Während Elektronen Elementarteilchen sind,

neutrons and protons are not.

sind Neutronen und Protonen das nicht.

They are made up of other fundamental particles called quarks."

Sie bestehen aus anderen Elementarteilchen, die man Quarks nennt."

"Sounds like Russian dolls.

"Das klingt nach Matroschkas.

Does it ever end?"

Hört das jemals auf?"

"Actually, we don't really know.

"Ganz genau wissen wir es eigenlich nicht.

But our current understanding

Aber unseren derzeitigen Wissensstand

is called the Standard Model.

nennen wir das Standardmodell.

In it, there are two types of fundamental particles:

Darin gibt es zwei Arten von Elementarteilchen:

the fermions, that make up matter,

die Fermionen, aus denen die Materie besteht,

and the bosons, that carry forces.

und die Bosonen, die Kräfte vermitteln.

We often order these particles

Wir ordnen diese Teilchen oft

according to their properties, such as mass.

nach ihren Eigenschaften, wie zum Beispiel der Masse.

We can measure the masses of the particles,

Wir können die Massen der Teilchen messen,

but we never really knew where this mass came from

aber wir haben nie wirklich gewusst, woher diese Masse kommt

or why they have the masses they do."

oder warum sie genau diese Masse haben und keine andere."

"So how does this Higgs field thing explain mass?"

"Und wie erklärt dieses Higgs-Feld-Dings Masse?"

"Well, when a particle passes through the Higgs field,

"Nun ja, wenn ein Teilchen das Higgs-Feld durchquert,

it interacts and gets mass.

interagiert es und bekommt Masse.

The more it interacts, the more mass it has."

Je mehr es interagiert, desto mehr Masse erhält es."

"OK, I kind of get that, but is it really that important?

"Okay, ich glaub, ich hab es verstanden, aber ist das wirklich so wichtig?

I mean, what if there were no Higgs field?"

Was wäre denn, wenn es kein Higgs-Feld gäbe?"

"If there were no Higgs field,

"Wenn es kein Higgs-Feld gäbe,

the world wouldn't exist at all.

würde die Welt gar nicht existieren.

There would be no stars, no planets, no air, no anything,

Es gäbe keine Sterne, keine Planeten, keine Luft, rein gar nichts,

not even that spoon or the ice cream you're eating."

nicht einmal diesen Löffel oder das Eis, das du gerade isst."

"Oh, that would be bad.

"Oh, das wäre schlecht.

Okay, but where does this Higgs boson fit into things?"

Okay, aber wie passt dieses Higgs-Boson da jetzt rein?"

"Alright, now, you see the cherry in my shake?"

"Siehst du die Kirsche in meinem Shake?"

"Can I have it?"

"Kann ich die haben?"

"No, not yet. We have to use it as an analogy first."

"Nein, noch nicht. Wir müssen sie vorher noch als Analogie verwenden."

"Oh, right, the cherry's the Higgs boson."

"Oh, alles klar, die Kirsche ist das Higgs-Boson."

"No, not quite.

"Nein, nicht ganz.

The cherry is a particle moving through the Higgs field, the shake.

Die Kirsche ist ein Teilchen, das sich durch das Higgs-Feld, den Milchshake, bewegt.

The shake gives the cherry its mass."

Der Milchshake verleiht der Kirsche ihre Masse."

"I get it. Okay, so the molecules of the shake are the Higgs bosons!"

"Ich hab's. Okay, also die Moleküle des Milchshakes sind die Higgs-Bosonen!"

"Well, you're getting closer.

"Na ja, du kommst der Sache schon näher.

It takes an excitation of the Higgs field

Man braucht eine Anregung des Higgs-Feldes,

to produce the Higgs boson.

um das Higgs-Boson zu erzeugen.

So, for example, if I were to add energy

Wenn ich also zum Beispiel Energie zuführen würde,

by, say, dropping this cherry in the shake,"

indem ich diese Kirsche in den Shake fallen lasse."

"Ah, then the drops that spill on the bar

"Ah, dann sind die Tropfen, die auf die Bar spritzen,

are the Higgs bosons."

die Higgs-Bosonen."

"Almost! The splash itself is the Higgs boson."

"Fast! Der Spritzer an sich ist das Higgs-Boson."

"Are you serious?"

"Ist das dein Ernst?"

"Well, that's what quantum mechanics teaches us.

"Nun ja, das ist das, was uns die Quantenmechanik lehrt.

In fact, all particles are excitations of fields."

Tatsächlich sind alle Teilchen Anregungen von Feldern."

"Okay, right. Well, I kind of see why you like particle physics,

"Okay. Ich glaub, ich verstehe langsam, warum du Teilchenphysik magst,

it's quite cool,

das ist ziemlich cool,

strange, but cool."

seltsam, aber cool."

"Yeah, you could call it a bit strange,

"Ja, man kann das schon ein bisschen seltsam finden.

it's not like everyday life.

Es ist nicht wie unser alltägliches Leben.

The Higgs boson is an excitation of the Higgs field.

Das Higgs-Boson ist eine Anregung des Higgs-Feldes.

By finding the Higgs boson,

Wenn wir das Higgs-Boson entdecken,

we know that the Higgs field exists."

wissen wir, dass das Higgs-Feld existiert."

"Right. So now you found it,

"Gut. Also jetzt, wo ihr das gefunden habt,

we know this Higgs field exists.

wissen wir, dass das Higgs-Feld existiert.

You must be done.

Ihr müsstet also fertig sein.

Is there anything left of particle physics?"

Gibt es da denn noch was zu tun in der Teilchenphysik?"

"Actually, we've just begun.

"Eigentlich haben wir gerade erst angefangen.

It's a bit like, you know, when Columbus thought

Es ist ein bisschen so wie damals, als Kolumbus dachte,

he had found a new route to India.

er hätte einen neuen Weg nach Indien gefunden.

He'd, indeed, found something new,

Er entdeckte tatsächlich etwas Neues,

but not quite what he was expecting.

aber nicht ganz das, was er erwartet hatte.

So, first, we need to make sure that the boson we found

Daher müssen wir als erstes sicherstellen, dass das Boson, das wir gefunden haben,

is actually the Higgs boson.

tatsächlich das Higgs-Boson ist.

It seems to fit, but we need to measure

Es scheint zu passen, aber wir müssen seine Eigenschaften messen,

its properties to be sure."

um sicher zu sein."

"How'd you do that?"

"Wie macht ihr das?"

"Take a lot more data.

"Wir nehmen wesentlich mehr Daten auf.

This new boson lives for only a very short time

Dieses neue Boson lebt nur für eine sehr kurze Zeit

before it breaks down or decays

bevor es in leichtere,

into lighter, more stable particles.

stabilere Teilchen zerfällt.

By measuring these particles,

Indem man diese Teilchen misst,

you learn about the properties of the boson."

lernt man etwas über die Eigenschaften des Bosons."

"And what exactly are you looking for?"

"Und nach was genau sucht ihr?"

"Well, the Standard Model predicts how often

"Na ja, das Standardmodell sagt voraus, wie oft

and in what ways the Higgs boson would decay

und auf welche Art und Weise das Higgs-Boson

to the various, lighter particles.

in verschiedene leichtere Teilchen zerfallen würde.

So we want to see if the particle we have found

Wir wollen also herausfinden, ob das Teilchen, das wir gefunden haben,

is the one predicted by the Standard Model

dasjenige ist, das vom Standardmodell vorhergesagt wird

or if it fits into other possible theoretical models."

oder ob es eher zu anderen theoretischen Modellen passt."

"And if it fits a different model?"

"Und wenn es nun eher zu einem anderen Modell passt?"

"That would be even more exciting!

"Das wäre noch viel spannender!

In fact, that's how science advances.

Tatsächlich werden so wissenschaftliche Fortschritte gemacht.

We replace old models with new ones

Wir ersetzen alte Modelle mit neuen,

if they better explain our observations."

wenn diese unsere Beobachtungen besser erklären."

"Right, so it seems like finding this Higgs boson

"Gut, also es sieht so aus, als wenn die Entdeckung dieses HIggs-Bosons

gives a direction for exploration,

die Richtung der Forschung festlegt,

a bit like that Columbus guy heading west."

ein bisschen so, wie dieser Kolumbus, der nach Westen gesegelt ist."

"Exactly! And this is really just the beginning."

"Ganz genau! Und das ist wirklich erst der Anfang."