Sobre la masa de las partículas

Estudiando el mecanismo de Higgs en teoría EW y QCD tengo un par de dudas que me gustaría aclarar:

1) El término de masa de quarks en QCD Lagrangian debe provenir del mecanismo de Higgs en el sector EW de SM. Quiero decir que no tienes una contribución a la masa proveniente de Higgs y otra de un término de Dirac que solo satisface S tu ( 3 ) C simetría pero no S tu ( 2 ) L . ¿Es esto correcto?

2) Imaginemos un mundo con un Higgs tal que su valor esperado de vacío sea cero. Entonces, el mecanismo de Higgs no se rompe. S tu ( 2 ) L simetría y, por lo tanto, los leptones y los quarks se mantienen sin masa. En este mundo, con quarks pero sin masa podríamos tener hadrones pero sus masas saldrían de las interacciones gluónicas QCD entre ellos y de las interacciones gluónicas y EW de los quarks mar virtuales, que por supuesto son sin masa per se. Perderíamos la contribución de la masa dada por el mecanismo de Higgs (que tampoco tiene masa), pero no la resultante de las interacciones electromagnéticas entre la valencia y los quarks virtuales.

Pero si los quarks y los leptones no tienen masa, debido a la Relatividad Especial, se mueven a la velocidad de la luz, entonces, ¿es esto un problema para crear hadrones? Además, la propiedad sin masa de los quarks permitiría que los protones se desintegren en neutrones, por lo que este mundo no tendría vida.

A pesar de todo esto, no hay forma de obtener una masa para bosones de calibre o leptones cargados ya que mantenemos sin cambios la simetría SM, ¿o estoy ignorando alguna forma elegante?

Tal vez, dado que los quarks ahora son energéticamente equivalentes en este mundo, la matriz CKM es una matriz de unos hasta una fase compleja para mantener la violación de CP.

¿Qué más crees que podría ser diferente de nuestro mundo real?

Frank Wilczek analiza la masa de hadrones ignorando el mecanismo de Higgs en uno o dos de sus artículos de Core , pero no recuerdo cómo aborda el problema de las partículas sin masa que se mueven a C .
Las masas de los quarks (junto con otras masas de fermiones) no provienen directamente del mecanismo de Higgs; provienen de un acoplamiento de Yukawa técnicamente separado al bosón de Higgs. El mecanismo de Higgs solo genera directamente la masa de los bosones electrodébiles y el propio bosón de Higgs. Tampoco estoy seguro de que pueda decir que la diferencia en las masas de los quarks es responsable de la estabilidad del protón en relación con el neutrón. La masa de los quarks de valencia contribuye solo con una pequeña fracción de la masa de los hadrones; la gran mayoría es energía de enlace que proviene de efectos QCD no perturbadores.
@probably_someone Mi razonamiento es este: los efectos de QCD son independientes del sabor, por lo que la parte que proviene de QCD es la misma en protones y neutrones. Por lo tanto, la diferencia de masa entre ellos proviene de la propia masa de los quarks y de los efectos electromagnéticos. ¿No crees que esto es correcto?
Pero, por supuesto, el mecanismo de Higgs genera la masa de los quarks y los leptones, esos acoplamientos a los que te refieres están entre los bosones de Higgs y estas partículas, así que dado que el VEV de Higgs no es cero, tienes masa para los quarks y los leptones. De lo contrario, la inclusión de estas masas viola S tu ( 2 ) L

Respuestas (2)

Existe la idea errónea de que el campo de Higgs es la única fuente que da masa a las partículas elementales, como los quarks y los leptones.

¡Pero en realidad, los quarks adquieren masa a partir de fuertes interacciones QCD incluso en ausencia del campo de Higgs! En otras palabras, si puede apagar mágicamente el campo de Higgs, los leptones no tendrían masa, pero los quarks aún tendrían masa.

Más específicamente, las interacciones fuertes de QCD pueden generar masas para los quarks a través de la condensación quark-antiquark que rompe la simetría quiral.

⟨ q ¯ q ⟩ ∼ ∫ 1 pag − metro = ∫ metro pag 2 − metro 2 ,
dónde ⟨ q ¯ q ⟩ ≠ 0 es la condensación quark-antiquark, y metro ≠ 0 es la masa del quark generada dinámicamente.

Los mesones son los bosones de Nambu-Goldstone resultantes de esta ruptura de simetría quiral dinámica. Por supuesto, si está presente un VEV de Higgs distinto de cero, la simetría quiral NO es exacta, lo que convierte a los mesones en bosones Pseudo-Nambu-Goldstone.

Una nota al margen: el mecanismo de ruptura de simetría dinámica anterior se parece a la teoría de la superconductividad BCS, donde la condensación de condensación quark-antiquark se reemplaza por el par de elecciones de cobre.

Hay algo que no entiendo sobre ese condensado. Se dice que si ⟨ q ¯ q ⟩ ≠ 0 entonces tienes la generación en masa. ¿Como es eso? Y otra cosa: esos mesones que son pseudo-bosones de Goldstone en realidad tienen masa debido a que la simetría que surge de considerar a los quarks como sin masa no es exacta debido a que tienen masas. Pero si estamos en un universo donde los quarks son efectivamente sin masa, no como un hecho aproximado, sino como uno exacto, los mesones serían sin masa por ser verdaderos bosones de Goldstone.
@Vicky, mira las actualizaciones.
Pero lo que propongo es un universo en el que tenemos un Higgs real como su VEV es igual a cero, exactamente . Luego, al romper la simetría quiral, se producen mesones como bosones de Goldstone reales , por lo que no tienen masa. Entonces ni siquiera puedes producir masa rompiendo la simetría quiral porque la simetría quiral no es aproximada en el universo que propongo
@Vicky, aparentemente estás confundido. La masa cero se aplica al mesón como bosón de Goldstone, mientras que la ruptura dinámica de la simetría quiral produce una masa DISTINTA DE CERO para fermiones como los quarks en su universo hipotético sin Higgs.
Ok, voy a escribir otra publicación enfocándome en este tema porque ni siquiera sé a qué te refieres con ruptura de simetría quiral 'dinámica'. Y gracias

Estas preguntas se han abordado en el modelo Big Bang, para el tiempo antes de que se rompa la simetría y el campo de Higgs tenga cero vev.

bbtiempo

Tenga en cuenta que el confinamiento de quarks en hadrones se produce después de una ruptura de simetría débil. Todo es diferente de nuestro mundo actual, antes de la ruptura de la simetría del tiempo, de 10 − 12 segundo del Big Bang .

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