¿Podemos teóricamente "derivar" la masa de una partícula?

Leí un libro de ciencia pop sobre el Higgs que decía que las partículas obtienen su masa debido a la interacción con el campo de Higgs. Si eso es cierto, ¿podríamos usar los primeros principios para derivar la masa de, digamos, un electrón? Después de todo, QED se basa en las interacciones de partículas y campos, ¿verdad?

No usar el Modelo Estándar: los acoplamientos Yukawa son parámetros libres.
@dukwon Es cierto que en el modelo estándar, los yukawa son parámetros libres. Pero algunos de ellos ya se han medido experimentalmente en el LHC, por ejemplo, el de los quarks top y bottom. Por tanto, a partir de la medida de estos acoplamientos trilineales se puede calcular la masa del fermión, en gran acuerdo con las medidas independientes de su masa. Este es de hecho un gran éxito del Modelo Estándar.
Las masas de los hadrones se deben a los efectos QCD que se pueden calcular con bastante precisión; consulte, por ejemplo, aquí .

Respuestas (3)

Podríamos si supiéramos el acoplamiento entre el campo de Higgs y otras partículas. En cambio, usamos la masa medida de partículas para obtener el valor de este acoplamiento.

Algunos acoplamientos, por ejemplo, los de Yukawa superior e inferior, se miden en el LHC, independientemente de las masas de los quarks superior e inferior, de la tasa de producción y decaimiento de los higgs. Esto significa que usando estos acoplamientos como entrada se podrían extraer las masas usando la predicción SM metro F = y F v / 2 , que pasa a ser verificado experimentalmente, lo que confirma una vez más el éxito del Modelo Estándar.

Esta es la tabla de las partículas elementales del modelo estándar, SM .

elempart

Las masas se han medido experimentalmente y toda la tabla forma parte de los postulados/axiomas del modelo estándar. Estas masas dentro del SM son generadas por el mecanismo de Higgs. El SM hasta ahora es muy exitoso en la descripción y predicción de datos. Ninguna teoría ha presentado una predicción de estas masas postuladas, al incorporar los éxitos del SM, por lo que la respuesta es no para las partículas elementales.

Todas las demás masas son compuestos de estas partículas elementales. Para la masa de los hadrones se debe usar la dinámica interna de QCD, y ha habido un laborioso cálculo de red que da las masas de los hadrones.

En el trabajo presentado aquí, un cálculo completo del espectro de hadrones de luz en QCD, solo se requieren tres parámetros de entrada: las masas de quarks ligeros y extraños y el acoplamiento g.

qcdmass

Por el momento no existe una teoría probada experimentalmente que pueda predecir las masas de las partículas elementales (para las partículas compuestas se pueden hacer predicciones utilizando principalmente SM y en menor medida las masas de las partículas elementales) del modelo estándar (SM). El modelo estándar no hace ninguna predicción sobre las masas de sus "miembros". Esa es una de las razones por las que los físicos consideran que el modelo estándar no está completo. Una extensión SM (entre un par de otras teorías) es la supersimetría de la cual algunas de sus variantes junto con las Grandes Teorías Unificadas (GUT) predicen hasta cierto punto masas para las partículas del modelo estándar (todavía no está completamente resuelto), pero en realidad no hay evidencia experimental de supersimetría (ni de GUT) en este momento. Las masas de las partículas siguen siendo un misterio, en particular, su ancho de banda desde masas de neutrino de unos pocos eV hasta la masa del quark top de ~172GeV. El bosón, por así decirlo, solo hace que las partículas sean masivas, pero no nos da una pista sobre sus valores.

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