El SM supone que las partículas elementales no tienen estructura a menos que sean objetos compuestos como los hadrones. Para los bosones, que pueden ocupar el mismo estado, podemos definir energía o densidad de masa. Lo mismo sucede pero limitado por el principio de Pauli. Entonces, ¿son la densidad de energía o de masa para conjuntos de bosones y fermiones la única densidad significativa para los campos? ¿O hay razones en el SM para considerar los electrones, los fermiones e incluso los bosones como partículas con tamaño? Las únicas partículas de tamaño cero y densidad infinita que puedo supervisar son las partículas sin masa. Entonces, ¿por qué cosas como el radio clásico del electrón son estimaciones ingenuas de los tamaños cuánticos al igual que la densidad infinita parece incorrecta? ¿La densidad es energía cuántica? ¿Y la densidad de una partícula cuántica o puntual?
El SM define las partículas elementales como puntos, sin extensión espacial y sin subestructura.
Está diciendo que solo puede pensar en partículas sin masa (como el fotón, el gluón, el gravitón) definidas por el SM (punto como) que no tienen una densidad infinita.
¿Por qué crees que los fermiones, que sí tienen masa en reposo, son diferentes? Básicamente, está diciendo que las partículas con masa en reposo deben tener una densidad infinita si el SM las define como un punto.
Ahora está diciendo que en este contexto (tener una densidad infinita si es un punto), sin masa frente a tener masa en reposo hace una distinción.
Debo estar en desacuerdo. La energía y la masa son lo mismo, puedes transformarlas. ¿Qué significa que una partícula tiene masa en reposo? Debido al principio de equivalencia masa-energía, en su caso, para la densidad de energía, no importa si una partícula tiene o no masa en reposo.
Ahora estás diciendo que está bien tener un punto de fotón y tener una densidad finita. Pero no está bien tener un punto de electrones y tener una densidad finita.
No estoy de acuerdo con la distinción porque:
ambas partículas tienen energía de tensión, los fotones tienen frecuencia, los electrones tienen masa en reposo y energía cinética
nadie ha medido nunca un electrón en reposo, la masa en reposo es un valor teórico, calculado y se ajusta a la teoría de SM
Ahora, básicamente, creo que tanto las partículas sin masa como las masivas (elementales) son puntuales en la teoría de SM. Ambos tienen energía, y si quieres el punto como definición, entonces sí, su densidad de energía se define como infinita. Pero definir la densidad de energía de una partícula puntual no es posible debido al HUP. No puedes restringir la partícula a un volumen de espacio después de cierto tamaño, sin elevar su energía (momentum) al infinito.
Puede intentar definir estas partículas como puntuales, pero en realidad existen en el espacio-tiempo, y los campos QM existen en todo el espacio, y estas partículas son excitación en esos campos, que no son puntuales. Esa es la razón por la que distinguimos campo cercano y campo lejano. Usaré fotones para el ejemplo sin masa y electrones para masivo (gluones, los quarks están en confinamiento, los gravitones son hipotéticos).
Ahora tanto los fotones como los electrones tienen energía y crean su propio campo cercano:
los fotones tienen energía de estrés y crean su propio campo gravitacional
los electrones tienen su propio campo EM y su propio campo gravitacional
Básicamente, todas las partículas elementales tienen su propio campo de fuerza. Usamos partículas virtuales para describir las matemáticas cuando tratamos de describir la interacción de estos campos con otras partículas. Entonces, básicamente, el tamaño de estas partículas en realidad no es puntual.
Si te gusta usar esa vista, entonces no tienen una densidad de energía infinita.
Creo que tal vez algún día, cuando hayamos descubierto de qué están hechas las partículas elementales (cuerdas), también seremos capaces de comprender la densidad de energía de las partículas elementales.
ana v
G. Smith
G. Smith