Was ist die Masse

Regina · Gast

Meine Frage:
Wie die Masse entstanden ist und aus was sie besteht.

Meine Ideen:
Das die Masse aus kleine Teilchen besteht.

corneliamausi · Anmeldungsdatum: 01.12.2011 Beiträge: 7

Die Masse ist eine Ursache von Gravitation (schwere Masse). Zugleich bestimmt sie die Trägheit eines Körpers. Das heißt, sie ist als träge Masse ein Maß für seinen Widerstand gegen Änderungen seines Bewegungszustands.

Oder einfach mal hier nachsehen.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21469

Masse ist ein kompliziertes und letztlich nicht vollständig verstandenes Konzept.

1) In vielen Berechnungen für Elementarteilchen führt man deren Masse einfach als Parameter in die Theorie ein, ohne nach dem Ursprung der Masse zu fragen. Man beschreibt also die Dynamik der Teilchen mit bestimmten Massen, ohne zu fragen, wo diese Massen herkommen.

2) Dann gibt es einen (recht komplizierten aber inzwischen gut verstandenen) Mechanismus, wie Massen zusammengesetzter Teilchen entstehen; es handelt sich dabei letztlich um die Gleichung E=mc² bzw. eigtl. m=E/c². Man betrachte das Proton (Masse fast 1000 MeV) zusammengesetzt aus Quarks (Masse einige wenige MeV) und Gluonen (masselos). Wo kommt die Protonenmasse denn nun her? Die Antwort ist, dass das komplexe System „Proton“ sozusagen kinetische Energie E der Felder enthält, die sich als Masse m manifestieren. Somit wird einigermaßen verständlich, wie (fast) masselose Teilchen sehr schwere, gebundene Zustände (wie z.B. das Proton) hervorbringen können.

3) In der heutigen Formulierung des Standardmodells der Elementarteilchen stellt man fest, dass ein Masseterm m ψ(x) für ein Teilchen (bzw. dessen Feld) ψ(x) aus mathematischen Konsistenzgründen verboten ist. Man hat deswegen zu einem Trick gegriffen und das sogenannte Higgs-Feld φ(x) „erfunden“. Dieses Higgsfeld koppelt man nun an das ursprüngliche Feld ψ(x) in der Form g φ(x) ψ(x). Außerdem konstruiert man das Higgsfeld so, dass es im Vakuum nicht Null ist, sondern einen nicht-verschwindenden Wert v hat. Man schreibt das Higgsfeld dann um als φ(x) = v + h(x), wobei h(x) für die Fluktuationen um diesen Wert v steht und dem sogenannten Higgsteilchen entspricht. Aus dem Kopplungsterm erhält man dann

g φ(x) ψ(x) = g [v + h(x)] ψ(x) = g v ψ(x) + g h(x) ψ(x)

Der zweite Term g h(x) ψ(x) beschreibt die Kopplung des Higgsteilchens h(x) and das ursprüngliche Feld ψ(x), z.B. an das Elektron, der erste Term wird interpretiert als durch das Higgsfeld erzeugte Masse

g v ψ(x)= m ψ(x)

mit m = gv. Damit ist aber das Rätsel der Massenentstehung nicht wirklich gelöst, denn zum einen muss man eben den etwas exotischen Higgsmechanismus einführen, und zum anderen ersetzt man das „Rätsel der Masse m“ nur durch ein anderes „Rätsel der Kopplungskonstante g“, denn wo die nun herstammt bzw. warum sie einen ganz genau festgelegten Wert haben soll bleibt ebenfalls unklar. Das ist der heutige Status