¿La equivalencia entre masa inercial y gravitacional implica algo sobre el mecanismo de Higgs?

Por ejemplo: ¿el papel que podría desempeñar en una teoría de la gravedad cuántica (es decir, causando la curvatura del espacio-tiempo)?

Me doy cuenta de que la masa de inercia puede resultar solo de la energía de enlace. ¿Se ha probado el principio de equivalencia en partículas elementales (como el electrón) cuya masa se debe por completo al acoplamiento de Higgs?

Parece una pregunta obvia, pero nunca antes había oído hablar de ella.

La mecánica de Higgs se usa solo para explicar la masa en el contexto del modelo estándar donde no hay gravedad. Así que la pregunta realmente no tiene sentido. ¿Está interesado en las teorías más allá de SM (específicamente SUSY y SUGRA) que resuelven algunos problemas de Higgs?
Entiendo el papel del Higgs en el SM y entiendo que el SM no se preocupa por la gravedad. No utilicé el término "Modelo estándar" en mi pregunta, porque el SM no tiene el monopolio de los mecanismos de ruptura de simetría electrodébil. La masa inercial y la gravitatoria son supuestamente equivalentes, por lo que cualquier mecanismo por el cual se genera la masa inercial debe tener alguna relación con la generación de la masa gravitatoria. ¿Bien?
@ user1247 "cualquier mecanismo por el cual se genera masa inercial debe tener alguna relación con la generación de masa gravitacional": si no me equivoco, la relación es simplemente que uno toma el tensor de energía de tensión de cualquier teoría de campo en la que crea para su contenido de materia y lo pone en la ecuación de Einstein. ¿Quizás su pregunta es solo una sobre las pruebas de la relatividad general? Edite su pregunta para hacer más preciso lo que está buscando.

Respuestas (2)

Estimado usuario, la equivalencia entre la masa inercial y la masa gravitacional nos dice lo siguiente sobre el mecanismo de Higgs:

Cualquier masa inercial producida o modificada por el mecanismo de Higgs también tiene que producir o modificar una fuente de gravedad de la misma magnitud. Y viceversa, una masa gravitatoria producida por el mecanismo de Higgs también tiene que producir una masa inercial de la misma magnitud.

La razón por la que otros, y yo mismo, estamos confundidos con su pregunta es que el principio de equivalencia nos dice exactamente lo mismo no solo sobre el mecanismo de Higgs, sino también sobre el confinamiento, la atracción electrostática, los giroscopios giratorios o cualquier otro proceso, objeto o mecanismo. que está ocurriendo, ha estado ocurriendo o tendrá lugar. El principio de equivalencia es una ley totalmente universal que se aplica a todos los objetos y todos los procesos en este Universo, y más allá.

No es cierto que el mecanismo de Higgs tenga una relación más especial con el principio de equivalencia que cualquier otro mecanismo de la física no gravitacional.

Con respecto a su pregunta más específica sobre las pruebas experimentales, por supuesto que ha sido probada. Las pruebas experimentales disponibles del principio de equivalencia muestran que todos los materiales tienen la misma relación de masa inercial y gravitacional hasta la precisión de 10 − 15 más o menos. Diferentes materiales tienen un porcentaje diferente de su masa proveniente de los electrones: cuantos más neutrones tiene un material, menor es la fracción. Entonces la masa almacenada en los electrones puede ir de 0.02% a 0.05%. Si bien esto es mucho menor que el 100%, seguramente es suficiente para excluir la conjetura de que la masa del electrón, producida por el mecanismo de Higgs, no obedece al principio de equivalencia.

Los porcentajes anteriores son solo 3,5 órdenes de magnitud por debajo del 100%. Así que todavía te quedan 12 órdenes de magnitud que prueban que la masa producida por las interacciones de los electrones con el Higgs se exhibe tanto como masa inercial como masa gravitacional, con la misma proporción (uno, en unidades normales), como todos los demás objetos. . Entonces, una vez más, sí, todos los métodos para obtener energía / masa, es decir mi = metro C 2 obedecen al principio de equivalencia y este hecho ha sido probado con una precisión asombrosa. El principio de equivalencia es cierto para las masas producidas por el mecanismo de Higgs, el confinamiento o cualquier otra cosa.

Este hecho es un problema para algunos métodos "baratos" para resolver el problema de la constante cosmológica. El problema con la constante cosmológica es que incluso cosas como objetos virtuales en física atómica, QCD o en cualquier lugar crean fuentes de densidad de energía de vacío. No es posible desecharlos porque tal procedimiento en última instancia contradiría el principio de equivalencia. Entonces, el misterio es por qué la constante cosmológica es tan pequeña, aunque podemos enumerar muchas fuentes posibles que son mucho más grandes y que aparecen en cualquier escala concebible.

Saludos LM

Gracias por tu interés pero: para nada, usuario1247. La curvatura del espacio-tiempo siempre es causada por la masa total, no por la masa en reposo, este es el punto central de las ecuaciones de Einstein. Relacionan el tensor de Einstein (de curvatura) con el tensor de tensión-energía. El componente 00 del tensor tensión-energía no está relacionado con la masa en reposo: está relacionado con la masa total, incluida toda la energía de interacción (incluida una con Higgs), la energía cinética o cualquier otra forma de energía en el espacio (dividida por C 2 para obtener la masa). Los otros componentes completan esta densidad de energía total a un tensor completo.
Y no: no se sigue de nada que el Higgs tenga que ser una descripción efectiva de cualquier otra cosa, lo que sea que entiendas por "energía confinada". En física no gravitacional (o límite de pequeñas GRAMO ), la masa gravitatoria se vuelve afísica, y también todo el principio de equivalencia. Entonces, el principio de equivalencia en sí mismo no puede restringir nada sobre la física no gravitacional en sí. (La consistencia de la gravedad cuántica dice algo, pero ese es un tema diferente). Simplemente dice que la gravedad tiene que comportarse correctamente y reutilizar la misma masa inercial que la masa gravitatoria también.
Estimado usuario, que la partícula sea neutra es totalmente secundario. Hay muchas otras formas de energía de interacción, además de la energía electrostática, que puede tener una partícula neutra. La neutralidad no tiene relación con el problema. El adjetivo "estacionario" es más relevante, pero sigue siendo incorrecto. Si tiene una estrella de neutrones, se puede considerar como una colección de (casi...) neutrones estacionarios, etc. Pero todavía hay una energía de interacción fuerte, similar a QCD, entre los neutrones y asegúrese de que la energía de interacción todavía contribuyendo al campo gravitatorio.
Permítanme resumir este intercambio de que no creen ni en el principio de equivalencia ni en la equivalencia entre la masa y la energía. Pero ambos tienen toda la razón e implican que cualquier forma de energía, que se conserva y se manifiesta por la inercia (aumentada) de un objeto, también genera el campo gravitatorio de la misma magnitud. La naturaleza no descuida este principio y no omite ningún término al azar, como algunas personas que se inclinan a hacer tales cosas.
Estimado usuario, de hecho, es una característica principal del mecanismo de Higgs que explica los términos de masa de Lagrange mediante un mecanismo más profundo: la interacción con un campo de Higgs. Pero una vez que expande la teoría en torno al valor esperado de vacío distinto de cero relevante del campo de Higgs, que se necesita para estudiar física, obtiene términos de masa lagrangianos. Entonces, la masa inducida por Higgs de los leptones y quarks (y los bosones W, Z) está mucho menos "confinada" que el 98% de la masa del protón que proviene del "confinamiento" en lugar de cualquier término de masa lagrangiana (en cualquier descomposición).
En cualquier caso, ya sea que uno llame a la masa del protón, que proviene principalmente de gluones e interacciones inducidas por gluones, y / o la masa del electrón, que proviene de la interacción con el campo de Higgs, forma de energía "confinada" o "no confinada" tiene absolutamente ninguna relación con el principio de equivalencia. El principio de equivalencia no implica que la masa deba presentarse en forma confinada o no confinada, independientemente del significado que estas palabras puedan tener en la física no gravitacional. Simplemente dice que cualquier masa que uno obtenga en una teoría no gravitacional también genera gravedad proporcional a su inercia (o energía conservada).
Estimado usuario, sí, cuando se expande alrededor del vacío que rompe la simetría, el mecanismo de Higgs produce los términos de masa para las partículas puntuales de la misma manera en que se escribieron los términos de masa para esas partículas, ya fueran campos de calibre masivos o masivos. Fermiones de Dirac: antes de que se descubriera el mecanismo de Higgs. Es diferente a un origen complejo de la masa del protón. Pero "diferente" no significa "equivocado". En particular, no significa "incompatible con el principio de equivalencia".
Y con respecto a su último comentario sobre este comentario mío, no: no hay "dos formas distintas" de generar gravedad. Desde un punto de vista general, hay una forma de generar gravedad: la energía/masa entra como el lado derecho de las ecuaciones de Einstein, lo que provoca la curvatura. Desde un punto de vista más detallado, hay aproximadamente infinitas formas de generar gravedad porque hay aproximadamente infinitas formas de energía. La energía de interacción entre los quarks y la energía de interacción con el Higgs son solo dos ejemplos entre cientos de otros.

La equivalencia entre las masas inercial y gravitacional (el principio de equivalencia débil) se cumple estrictamente solo en las teorías métricas de la gravitación, como la Relatividad General de Einstein. Puede violarse, por ejemplo, en las teorías escalares-tensoriales de la gravedad (teorías generalizadas de Brans-Dicke) siempre que el componente escalar no se acople universalmente a la materia. El bosón de Higgs en realidad puede desempeñar el papel de tal componente escalar mezclado con el gravitón escalar, ya que no hay razón para prohibir un acoplamiento del campo de Higgs con la curvatura escalar gravitatoria. Por lo tanto, en principio, se rompe el principio de equivalencia débil. Sin embargo, con el bosón de Higgs razonable - acoplamiento de curvatura, esta violación es prácticamente inobservable, debido a la pequeñez de los acoplamientos de Higgs-Yukawa a la materia de generación de luz y la naturaleza de corto alcance de la fuerza de intercambio de Higgs.

El campo de Higgs está cargado bajo la simetría de calibre electrodébil. Si hay un acoplamiento entre el campo de Higgs y la curvatura, tendría que ser con respecto al cuadrado del campo de Higgs.
¿La equivalencia entre masa inercial y gravitacional implica algo sobre el mecanismo de Higgs?
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