Seuraa 
Viestejä1356
Liittynyt12.11.2010

Tiedetuubi
http://www.tiedetuubi.fi/avaruus/suomalaistutkijat-selvittivat-higgsin-h...

Higgsin hiukkaset syntyivät, kun maailmankaikkeus laajeni inflatorisesti. Teorioiden mukaan sen olisi pitänyt johtaa epävakauteen, josta olisi ollut seurauksena maailmankaikkeuden romahtaminen heti alkumetreillään.
Lontoon Imperial Collegessa professorina toimiva Arttu Rajantie selvitti työryhmineen viime vuonna, että maailmankaikkeuden pelasti luhistumiselta Higgsin hiukkasen ja gravitaation välinen vuorovaikutus. Nyt työryhmä on saanut määritettyä tuon vuorovaikutuksen voimakkuuden paljon aiempaa tarkemmin.
Vuorovaikutuksen voimakkuus on standardimallin viimeinen tuntematon parametri. CERNin LHC-kiihdyttimellä (Large Hadron Collider) tehtyjen kokeiden perusteella sen arvo on saatu määritettyä hyvin epätarkasti miinus kvadriljoonan ja kvadriljoonan välille (-10^15 – 10^15).
Tutkimalla välittömästi inflaatiota seurannutta ajanjaksoa, jolloin maailmankaikkeuden laajeneminen hidastui ja tasaantui, työryhmä on onnistunut parantamaan tarkkuutta huimasti: arvo on tuoreen arvion mukaan nollan ja yhden välillä. Jos se olisi suurempi kuin yksi, maailmankaikkeus olisi luhistunut kasaan.
Maailmankaikkeuden varhaisia vaiheita kuvaavia inflaatioteorioita on useita ja monet niistä ovat sopusoinnussa uuden tuloksen kanssa. Jatkotutkimukset ja tulevat havainnot saattavat auttaa tutkijoita ratkaisemaan, mikä teorioista on oikea.

Suosikkiurheilulajini on nojatuolisarkasmi.

Sivut

Kommentit (63)

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5745
Liittynyt26.3.2005

Jyri T. kirjoitti:
Tiedetuubi
http://www.tiedetuubi.fi/avaruus/suomalaistutkijat-selvittivat-higgsin-h...

Higgsin hiukkaset syntyivät, kun maailmankaikkeus laajeni inflatorisesti. Teorioiden mukaan sen olisi pitänyt johtaa epävakauteen, josta olisi ollut seurauksena maailmankaikkeuden romahtaminen heti alkumetreillään.
Lontoon Imperial Collegessa professorina toimiva Arttu Rajantie selvitti työryhmineen viime vuonna, että maailmankaikkeuden pelasti luhistumiselta Higgsin hiukkasen ja gravitaation välinen vuorovaikutus. Nyt työryhmä on saanut määritettyä tuon vuorovaikutuksen voimakkuuden paljon aiempaa tarkemmin.
Vuorovaikutuksen voimakkuus on standardimallin viimeinen tuntematon parametri. CERNin LHC-kiihdyttimellä (Large Hadron Collider) tehtyjen kokeiden perusteella sen arvo on saatu määritettyä hyvin epätarkasti miinus kvadriljoonan ja kvadriljoonan välille (-10^15 – 10^15).
Tutkimalla välittömästi inflaatiota seurannutta ajanjaksoa, jolloin maailmankaikkeuden laajeneminen hidastui ja tasaantui, työryhmä on onnistunut parantamaan tarkkuutta huimasti: arvo on tuoreen arvion mukaan nollan ja yhden välillä. Jos se olisi suurempi kuin yksi, maailmankaikkeus olisi luhistunut kasaan.
Maailmankaikkeuden varhaisia vaiheita kuvaavia inflaatioteorioita on useita ja monet niistä ovat sopusoinnussa uuden tuloksen kanssa. Jatkotutkimukset ja tulevat havainnot saattavat auttaa tutkijoita ratkaisemaan, mikä teorioista on oikea.

Erittäin mielenkiintoista. Mistä voinee lukea enemmän (maksullisuus ei kiinnosta)? Tässä tällaisessa populaaritiedottamisessa on vain aina vähän varpaillaan siitä, onko toimittaja nyt ymmärtänyt kaikki niinkuin pitää.

Nimittäin jo heti eka lauseessa menee pieleen. ”Kun Higgsin hiukkanen, joka antaa muille hiukkasille massan”, ”Since the discovery of the Higgs particle – responsible for giving mass to all particles” –

Perusasiahan Higgsin mekanismissa on, että Higgsin hiukkanen ei anna millekään eikä kellekään massaa. Massan (inertian) antaja on Higgsin kenttä. Higgsin bosonia jahdattiin vain sentähden, että tiedettiin, että jos on hiukkanen, on myös sitä vastaava kenttä. Fyysikot haluavat oppia tuntemaan nimenomaan Higgsin kentän ominaisuuksia.

Raisku
Seuraa 
Viestejä214
Liittynyt20.9.2015

Linkin takaa löytyi tämä.
We investigate the dynamics of the Higgs field at the end of inflation in the minimal scenario consisting of an inflaton field coupled to the standard model only through the nonminimal gravitational coupling ξ of the Higgs field. Such a coupling is required by renormalization of the standard model in curved space, and in the current scenario also by vacuum stability during high-scale inflation. We find that for ξ≳1, rapidly changing spacetime curvature at the end of inflation leads to significant production of Higgs particles, potentially triggering a transition to a negative-energy Planck scale vacuum state and causing an immediate collapse of the Universe.

Jyri T.
Seuraa 
Viestejä1356
Liittynyt12.11.2010

Lentotaidoton kirjoitti:
...jo heti eka lauseessa menee pieleen. ”Kun Higgsin hiukkanen, joka antaa muille hiukkasille massan”, ”Since the discovery of the Higgs particle – responsible for giving mass to all particles” –

Perusasiahan Higgsin mekanismissa on, että Higgsin hiukkanen ei anna millekään eikä kellekään massaa. Massan (inertian) antaja on Higgsin kenttä. Higgsin bosonia jahdattiin vain sentähden, että tiedettiin, että jos on hiukkanen, on myös sitä vastaava kenttä. Fyysikot haluavat oppia tuntemaan nimenomaan Higgsin kentän ominaisuuksia.

Heh, itsekin ajattelin, että pitäisikö kommentoida tuota samaa asiaa, mutta ei jaksanut. Tuohon samaan virheeseen törmää koko ajan --- jopa tällaisissa teksteissä, joiden kuvittelisi olevan asiantuntevia. Mutta kuka jaksaa tapella ikuisesti tuulimyllyjä vastaan?

Suosikkiurheilulajini on nojatuolisarkasmi.

HuuHaata
Seuraa 
Viestejä6499
Liittynyt8.11.2012

Onko Rajantien ryhmä muka täynnä suomalaisia? Suomalaisperäinen Lontoossa työssä oleva tutkija ryhmineen siis väittää selvittäneensä kyseisen asian.

Jyri T.
Seuraa 
Viestejä1356
Liittynyt12.11.2010

HuuHaata kirjoitti:
Onko Rajantien ryhmä muka täynnä suomalaisia? Suomalaisperäinen Lontoossa työssä oleva tutkija ryhmineen siis väittää selvittäneensä kyseisen asian.

Authors & Affiliations

M. Herranen1,*, T. Markkanen2,3,†, S. Nurmi4,5,‡, and A. Rajantie2,3,§

1Niels Bohr International Academy and Discovery Center, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Blegdamsvej 17, 2100 Copenhagen, Denmark
2Department of Physics, Imperial College London, London SW7 2AZ, United Kingdom
3Department of Physics, King’s College London, Strand, London WC2R 2LS, United Kingdom
4Helsinki Institute of Physics and Department of Physics, University of Helsinki, P.O. Box 64 (Gustaf Hällströmin katu 2), FI-00014 University of Helsinki, Finland
5Department of Physics, University of Jyväskylä, P.O. Box 35 (YFL) (Survontie 9), FI-40014 University of Jyväskylä, Finland

Suosikkiurheilulajini on nojatuolisarkasmi.

jussipussi
Seuraa 
Viestejä42619
Liittynyt6.12.2009

HuuHaata kirjoitti:
Onko Rajantien ryhmä muka täynnä suomalaisia? Suomalaisperäinen Lontoossa työssä oleva tutkija ryhmineen siis väittää selvittäneensä kyseisen asian.
Ei ole Venäläisistä tähän.

jussipussi
Seuraa 
Viestejä42619
Liittynyt6.12.2009

Jyri T. kirjoitti:
Lentotaidoton kirjoitti:
...jo heti eka lauseessa menee pieleen. ”Kun Higgsin hiukkanen, joka antaa muille hiukkasille massan”, ”Since the discovery of the Higgs particle – responsible for giving mass to all particles” –

Perusasiahan Higgsin mekanismissa on, että Higgsin hiukkanen ei anna millekään eikä kellekään massaa. Massan (inertian) antaja on Higgsin kenttä. Higgsin bosonia jahdattiin vain sentähden, että tiedettiin, että jos on hiukkanen, on myös sitä vastaava kenttä. Fyysikot haluavat oppia tuntemaan nimenomaan Higgsin kentän ominaisuuksia.

Heh, itsekin ajattelin, että pitäisikö kommentoida tuota samaa asiaa, mutta ei jaksanut. Tuohon samaan virheeseen törmää koko ajan --- jopa tällaisissa teksteissä, joiden kuvittelisi olevan asiantuntevia. Mutta kuka jaksaa tapella ikuisesti tuulimyllyjä vastaan?

Nyt olisi mielenkiintoista nähdä ytimekkäästi ilmaistuna mitkä eri inflaatiomalleista karsiutuvat pois ja mitkä säilyvät tässä tilanteessa/tarkkuudessa.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5745
Liittynyt26.3.2005

"Jatkotutkimukset ja tulevat havainnot saattavat auttaa tutkijoita ratkaisemaan, mikä teorioista on oikea."

Yksi tutkimus ei tee kesää talvea (vaikka olisi kuinka suomalaisten tekemä).

Opettaja
Seuraa 
Viestejä1983
Liittynyt22.7.2011

Lentotaidoton kirjoitti:
"Jatkotutkimukset ja tulevat havainnot saattavat auttaa tutkijoita ratkaisemaan, mikä teorioista on oikea."

Yksi tutkimus ei tee kesää talvea (vaikka olisi kuinka suomalaisten tekemä).

 

Eikös noita teorioita ole satoja tästäkin aiheesta, liekö tämä muita kummoisempi, jos sitäkään? Mutta toisaalta taitaa kuitenkin olla parempi, että edes näistä jotain uutisoidaan.

jussipussi
Seuraa 
Viestejä42619
Liittynyt6.12.2009

Lentotaidoton kirjoitti:
"Jatkotutkimukset ja tulevat havainnot saattavat auttaa tutkijoita ratkaisemaan, mikä teorioista on oikea."

Yksi tutkimus ei tee kesää talvea (vaikka olisi kuinka suomalaisten tekemä).

 

Miksi jätit oleellisen pois?

"Maailmankaikkeuden varhaisia vaiheita kuvaavia inflaatioteorioita on useita ja monet niistä ovat sopusoinnussa uuden tuloksen kanssa. Jatkotutkimukset ja tulevat havainnot saattavat auttaa tutkijoita ratkaisemaan, mikä teorioista on oikea."

Uusitaan kysymys mitkä inflaatiomallit tämä tulos karsii pois? 

Jyri T.
Seuraa 
Viestejä1356
Liittynyt12.11.2010

jussipussi kirjoitti:
Nyt olisi mielenkiintoista nähdä ytimekkäästi ilmaistuna mitkä eri inflaatiomalleista karsiutuvat pois ja mitkä säilyvät tässä tilanteessa/tarkkuudessa.

En ole vielä ehtinyt lukea varsinaista artikkelia (eikä minulla ole kompetenssia vastata tuohon kysymykseen suoraan), joten kysyin asiaa Arttu Rajantieltä asiaa. Toivottavasti tämä helpottaa pahimpaan tiedonjanoon.

Arttu Rajantie kirjoitti:
Tulos itsessään ei varsinaisesti vielä sulje pois tiettyjä inflaatiomalleja, vaan se kertoo enemmän Higgsin hiukkasen painovoimavuorovaikutuksesta. Hiukkasfysiikan Standardimalli vaatii tällaisen vuorovaikutuksen, mutta sen voimakkuutta ei pystytä mittaamaan kokeellisesti, koska se vaatisi hyvin voimakasta painovoimakenttää. LHC-hiukkaskiihdyttimen tulokset rajoittavat vuorovaikutuksen voimakkuutta kuvaavan parametrin arvoa vain välille +/- 2.6x10^15, eli käytännössä ei lainkaan.

Varhaisessa maailmankaikkeudessa, erityisesti inflaation aikana ja sen loppuessa, painovoimakenttä oli sen sijaan hyvin voimakas, joten tällä vuorovaikutuksella oli hyvin suuri vaikutus Higgsin kentän käyttäytymiseen. Sen perusteella pystyimme laskemaan, että parametrin täytyy olla välillä 0…1, jottei voimakas Higgsin hiukkasten tuotto tekisi fysikaalisesta vakuumista epästabiilia.

Tulos koskee vain inflaatiomalleja, joissa inflaation energiaskaala on korkea (yli 10^11 gigaelektronivolttia). Yksinkertaisimmissa ja kenties parhaiten perustelluissa inflaatiomalleissa näin on, mutta on myös olemassa malleja, joissa energia on alhaisempi. Tällöin epästabiilisuusongelmaa ei synny, ja meidän tuloksemme ei niissä malleissa siksi rajoita Higgsin painovoimavuorovaikutusta.

Lähdemme laskussamme minimaalisista oletuksista, eli siitä, että hiukkasfysiikan Standardimalli pätee inflaation energiaskaalalle asti, ja että kosmologisen inflaation aiheuttava inflatonikenttä ei vuorovaikuta suoraan Higgsin hiukkasen kanssa.

Jos LHC löytää uusia hiukkasia, lasku täytyy tehdä uusiksi ottaen ne huomioon. Samoin on monia kosmologisia teorioita, joissa inflationi vuorovaikuttaa Higgsin kentän kanssa, ja tällaisessa tapauksessa täytyy lasku tehdä kullekin teorialle erikseen ottaen vuorovaikutus huomioon. Toisaalta tämä tulee juuri mahdollistamaan yksittäisten inflaatiomallien poissulkemisen.

Nyt julkaistun artikkelin johtopäätös on siis lyhyesti, että ilman uutta fysiikkaa (eli uusia hiukkasia tai Higgs-inflatoni –vuorovaikutusta) korkeaenergiset (> 10^11 GeV) inflaatiomallit vaativat, että Higgs-painovoimavuorovaikutusparametri on välillä 0…1.

Lisäksi keskityimme vain vakuumin stabiilisuuteen, mutta esimerkiksi kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn lämpötilavaihteluita sekä tulevaisuudessa gravitaatioaaltoja mittaamalla voidaan saada lisätietoa Higgsin käyttäytymisestä inflaation lopussa, ja sitä kautta myös sen painovoimavuorovaikutuksesta. Näitä havaintoja yhdistämällä pystymme toivottavasti rajoittamaan eri inflaatiomalleja.

Suosikkiurheilulajini on nojatuolisarkasmi.

jussipussi
Seuraa 
Viestejä42619
Liittynyt6.12.2009

Jyri T. kirjoitti:
jussipussi kirjoitti:
Nyt olisi mielenkiintoista nähdä ytimekkäästi ilmaistuna mitkä eri inflaatiomalleista karsiutuvat pois ja mitkä säilyvät tässä tilanteessa/tarkkuudessa.

En ole vielä ehtinyt lukea varsinaista artikkelia (eikä minulla ole kompetenssia vastata tuohon kysymykseen suoraan), joten kysyin asiaa Arttu Rajantieltä asiaa. Toivottavasti tämä helpottaa pahimpaan tiedonjanoon.

Arttu Rajantie kirjoitti:
Tulos itsessään ei varsinaisesti vielä sulje pois tiettyjä inflaatiomalleja, vaan se kertoo enemmän Higgsin hiukkasen painovoimavuorovaikutuksesta. Hiukkasfysiikan Standardimalli vaatii tällaisen vuorovaikutuksen, mutta sen voimakkuutta ei pystytä mittaamaan kokeellisesti, koska se vaatisi hyvin voimakasta painovoimakenttää. LHC-hiukkaskiihdyttimen tulokset rajoittavat vuorovaikutuksen voimakkuutta kuvaavan parametrin arvoa vain välille +/- 2.6x10^15, eli käytännössä ei lainkaan.

Varhaisessa maailmankaikkeudessa, erityisesti inflaation aikana ja sen loppuessa, painovoimakenttä oli sen sijaan hyvin voimakas, joten tällä vuorovaikutuksella oli hyvin suuri vaikutus Higgsin kentän käyttäytymiseen. Sen perusteella pystyimme laskemaan, että parametrin täytyy olla välillä 0…1, jottei voimakas Higgsin hiukkasten tuotto tekisi fysikaalisesta vakuumista epästabiilia.

Tulos koskee vain inflaatiomalleja, joissa inflaation energiaskaala on korkea (yli 10^11 gigaelektronivolttia). Yksinkertaisimmissa ja kenties parhaiten perustelluissa inflaatiomalleissa näin on, mutta on myös olemassa malleja, joissa energia on alhaisempi. Tällöin epästabiilisuusongelmaa ei synny, ja meidän tuloksemme ei niissä malleissa siksi rajoita Higgsin painovoimavuorovaikutusta.

Lähdemme laskussamme minimaalisista oletuksista, eli siitä, että hiukkasfysiikan Standardimalli pätee inflaation energiaskaalalle asti, ja että kosmologisen inflaation aiheuttava inflatonikenttä ei vuorovaikuta suoraan Higgsin hiukkasen kanssa.

Jos LHC löytää uusia hiukkasia, lasku täytyy tehdä uusiksi ottaen ne huomioon. Samoin on monia kosmologisia teorioita, joissa inflationi vuorovaikuttaa Higgsin kentän kanssa, ja tällaisessa tapauksessa täytyy lasku tehdä kullekin teorialle erikseen ottaen vuorovaikutus huomioon. Toisaalta tämä tulee juuri mahdollistamaan yksittäisten inflaatiomallien poissulkemisen.

Nyt julkaistun artikkelin johtopäätös on siis lyhyesti, että ilman uutta fysiikkaa (eli uusia hiukkasia tai Higgs-inflatoni –vuorovaikutusta) korkeaenergiset (> 10^11 GeV) inflaatiomallit vaativat, että Higgs-painovoimavuorovaikutusparametri on välillä 0…1.

Lisäksi keskityimme vain vakuumin stabiilisuuteen, mutta esimerkiksi kosmisen mikroaaltotaustasäteilyn lämpötilavaihteluita sekä tulevaisuudessa gravitaatioaaltoja mittaamalla voidaan saada lisätietoa Higgsin käyttäytymisestä inflaation lopussa, ja sitä kautta myös sen painovoimavuorovaikutuksesta. Näitä havaintoja yhdistämällä pystymme toivottavasti rajoittamaan eri inflaatiomalleja.

Hieno homma, kiitos!

Vapaa radikaali
Seuraa 
Viestejä1783
Liittynyt26.8.2009

Upeaa, kiitos Jyri T. ja Kiitos, Arttu Rajantie. Tämä jos joku osoittaa, että tätä foorumia kannattaa edelleenkin seurata.
Ajantasainen vastaus itse tekijältä suoraan on ehkä parasta mitä tämä foorumi voi tarjota!

Gentlemen, start polishing your tin foil hats!

jussipussi
Seuraa 
Viestejä42619
Liittynyt6.12.2009

Vapaa radikaali kirjoitti:
Upeaa, kiitos Jyri T. ja Kiitos, Arttu Rajantie. Tämä jos joku osoittaa, että tätä foorumia kannattaa edelleenkin seurata.
Ajantasainen vastaus itse tekijältä suoraan on ehkä parasta mitä tämä foorumi voi tarjota!
Kyllä!

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat