¿Cómo se hicieron los quarks?

Hace poco leí sobre el universo primitivo y descubrí que los primeros quarks se formaron 10 − 12 segundos después del inflado o del comienzo.

Pero, ¿cuál fue la causa de este minuto de retraso, ya que la inflación comenzó cuando el universo estaba 10 − 34 segundos de antigüedad (según esta imagen).

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Básicamente, quiero saber por qué tomó tanto tiempo formar los primeros quarks. Además, ¿cuánto tiempo debería tomar energía para formar quarks en los laboratorios?

Sé que no se puede decir nada seguro sobre esto, pero quiero algunas ideas al respecto. Además, los intervalos de tiempo son valores aproximados que se dan en los sitios web.

Editar: ¿por qué no teníamos un quark masivo (más masivo que el top quark o incluso cualquier otra cosa) si había demasiada energía presente en un espacio pequeño?

Respuestas (2)

Se pensaba que los quarks se creaban a partir de la energía potencial del campo "inflatón" en descomposición al final de la época inflacionaria. Cualquier partícula presente antes del inflado se habría diluido a una densidad numérica esencialmente cero por el inflado. De hecho, esta fue una de las primeras motivaciones de la teoría de la inflación: explicó con éxito por qué no vemos objetos exóticos como monopolos magnéticos, porque su densidad numérica es extraordinariamente baja después de la inflación.

En este momento, la fuerza débil y la fuerza electromagnética se unificaron y todas las partículas presentes (quarks, W, Z, gluones, fotones, Higgs) no tenían masa.

No fue hasta alrededor 10 − 12 s y la ruptura de la simetría electrodébil , que las partículas alcanzaron sus masas a través del mecanismo de Higgs y se convirtieron en las partículas que conocemos en el modelo estándar.

En 10 − 12 s, el universo tenía una temperatura aproximadamente equivalente a la escala electrodébil de 160 GeV. Esta escala de energía establece aproximadamente la masa máxima de partículas que se pueden crear en ese momento y, de hecho, el quark top tiene una masa de alrededor de 170 GeV.

Jefferies ¿Qué significa que las partículas no tenían masa?
¿Por qué no ganaron más masa? ¿Por qué estaban restringidos a su masa actualmente conocida?
Las partículas de @Ankit obtienen su masa a través del mecanismo de Higgs. Esto tuvo lugar junto con la ruptura de la simetría electrodébil. Ahora existen partículas sin masa: se llaman fotones.
Jefferies ¿el campo de Higgs da masas a una cantidad limitada? ¿O por qué el mecanismo de Higgs no resultó en un quark extremadamente masivo?
"Cualquier partícula presente antes de la inflación se habría diluido a una densidad esencialmente cero por la inflación", ¿puede decirme qué quiere decir con eso? Las partículas puntuales (elementales) no tienen densidad. La inflación simplemente los separaría, pero seguirían existiendo.
@ÁrpádSzendrei suponiendo que el número de partículas se conserva, entonces la densidad del número de partículas se reduce a casi cero por inflación.
Por "densidad", quiere decir "número de partículas por unidad de volumen de espacio", no la densidad de la partícula en sí, que es, como dices, un solo punto.
¿Qué tipo de partículas existían antes de la inflación? @ProfRob
@VeronicaNoordzee "explicó con éxito por qué no vemos objetos exóticos como monopolos magnéticos", entre otras cosas. No es mi especialidad.
Quarks y bosones de Higgs sin masa al final de la inflación. ¿En realidad? @ProfRob
AFAIK en el modelo estándar, a temperaturas lo suficientemente altas como para que la simetría electrodébil no se rompa, todas las partículas elementales no tienen masa @VeronicaNordzee
@ProfRob Gracias. Eso es exactamente lo que leí hoy: sciexplorer.blogspot.com/2011/01/…

Por encima de cierta temperatura, los quarks se aniquilan tan rápido como se forman. el universo tuvo que enfriarse un poco para estar por debajo de ese umbral de temperatura, por lo que los quarks persistirían. Luego adquieren su masa en unos 10^-12 segundos.

Por temperatura, ¿quisiste decir que había una gran cantidad de energía presente en un espacio muy compacto (ya que la temperatura es la medida de la energía interna de las moléculas y no había moléculas)? Además, si había una gran cantidad de energía presente, ¿por qué no formaron un quark masivo?
10 − 12 s es cuando los quarks alcanzan su masa. No es la época en que aparecen en el universo.
Gracias @RobJeffries, lo editaré. Por cierto, ¿cuándo entonces "aparecen"?
@Ankit Estoy bastante seguro de que no necesita moléculas (como lo demuestra el gas helio que tiene temperatura). Se puede decir que cualquier cosa que emita radiación de cuerpo negro tiene una temperatura real (en oposición a la temperatura efectiva). En su defecto, simplemente use la cantidad de energía y/o entropía presente como un indicador aproximado
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