¿Cuál es la relación entre el campo de Higgs y los quarks?

Tengo algunas dificultades para considerar el tamaño relativo de cada uno y el significado detrás de la forma del bosón de Higgs. Pregunto en relación con las estructuras tanto del campo de Higgs como de los quarks. ¿Cómo es que la estructura de un bosón de Higgs desemboca en la de, por ejemplo, un par de quarks fondo-antifondo?

Esencialmente estoy preguntando (o al menos creo que estoy preguntando): si las interacciones para que exista el campo ocurrieron en algún punto en el pasado del universo, la partícula está expresando su forma en relación con el campo, etc, etc. significa {al ver algunos de los tipos de simetrías vistas en las lecturas de la posible descomposición del bosón de Higgs} los propios quarks son expresiones adicionales de la forma del mismo campo o, en cambio, algún tipo de deformación?

Forma ahora bien conocida de un bosón de Higgs, generada por computadora a partir de Wikipedia

Esta imagen ahora bastante conocida de Wikipedia es un bosón de Higgs generado por computadora que demuestra trayectorias de descomposición simuladas. Esto a menudo me ha dado algunas consideraciones y, con suerte, puede servir para ilustrar ligeramente las estructuras que estoy investigando. (Sabiendo que esto no es ni el bosón ni los quarks mismos)

En la teoría cuántica de campos, tienes campos, y luego las partículas son excitaciones del campo. Los quarks obtienen su masa de su interacción con el campo de Higgs, incluso cuando no hay bosones de Higgs alrededor, a través de una especie de arrastre sin fricción inducido por la energía del campo. El bosón de Higgs es una excitación del campo de Higgs que no tiene nada que ver con la producción de masa en los quarks, pero que nos dice algo sobre las propiedades del campo... Esperemos que haya una respuesta adecuada que explique esto.
Por cierto: la figura es una visualización de eventos de un evento simulado en un detector particular (CMS, creo), está muy abstraído de la física del vértice. Nada de lo que ve allí representa algo sobre la "forma" de una partícula: solo está viendo contornos de elementos detectores y representaciones de conectar los puntos de pistas de partículas . Es muy común que los físicos de partículas eludan tales sutilezas porque todos en la sala las conocen, pero creo que deberíamos ser al menos un poco claros al hablar con el público.
@dmckee Gracias por poner fin a la confusión por completo. Soy al menos parcialmente consciente de que estas son solo lecturas de otras partículas que salen disparadas de las reacciones, no las partículas en sí. Solo (creo que por conjetura) ¿no se utilizan las trayectorias y las cargas observadas para verificar o encontrar formas de campo subyacentes?
@dmckee Además, ¿puede indicarme algo que represente algo sobre la "forma" de las partículas y la física de los vértices? (ahora googleando..)
Garet: Después de leer esto, honestamente no tiene ningún sentido para mí. "la estructura de un bosón de Higgs desemboca en la de, por ejemplo, un par de quarks bottom-antibottom", por ejemplo, ¿qué quiere decir con estructura? ¿O fluyendo? ¿Podrías intentar aclarar estas cosas para que quedara más claro lo que quieres saber? Siéntase libre de preguntar en Physics Chat al respecto (incluso si no hay nadie allí en ese momento).
Solo me preguntaba acerca de los votos negativos, simplemente estoy tratando de entender esto. Ayude a editar la pregunta si encuentra inconsistencias o conceptos erróneos.
@Garet: No es mi voto negativo, seguramente eres sincero, pero deberías hacer una pregunta completamente diferente sobre cosas más elementales. El campo de Higgs no tiene "estructuras" como las que está preguntando: parece imaginar que las partículas elementales son pequeños solitones (configuraciones de protuberancias) en una teoría de campo clásica, pequeñas torceduras que se convierten entre sí por un proceso que se asemeja a la forma en que se combinan los anillos de humo, y esto simplemente no es cierto. Las partículas son excitaciones cuánticas de un campo casi constante, por lo que no hay torceduras ni nudos. Excepto el protón/neutrón, estos tienen una descripción de solitón.
@RonMaimon Pensaré un poco en la pregunta reformada esta noche, un poco cansado ahora. Agradezco la orientación. Básicamente, estamos tratando de representar este proceso, de una manera similar a cómo he visto representaciones teóricas de protones y nubes de probabilidad de electrones. Teniendo en cuenta lo que dices, no estoy seguro de si es factible en la forma en que pensé originalmente.
@GaretClaborn: Oh --- ¡estás preguntando sobre las funciones de onda del Higgs y los quarks! Esto no es tan tonto, pero es difícil, porque la descripción de la nube de probabilidad no es relativistamente invariante. Hay una manera de describir las colisiones altamente relativistas en términos de algo así como funciones de onda, estas son las funciones de distribución de partones, pero el propio Higgs tiene una descripción de nube de probabilidad relativamente simple que no es esclarecedora: las ondas de quarks hacen ondas de Higgs de una manera relativamente simple. .
@RonMaimon Después de mucha más investigación, finalmente puedo decir que sí. Eso está muy en la línea de lo que estaba tratando de preguntar. No tenía idea de que sería tan difícil para mí jajaja

Respuestas (1)

Intentaré responder a su pregunta, aunque, como dice David en los comentarios, es evidente que tiene muy poca experiencia en física de partículas elementales. Traeré un evento mucho más simple que una visualización de un evento que podría mostrar el decaimiento de una partícula de Higgs .

Aquí hay un evento simple de aniquilación de antiprotones cuyas partículas finales se registran por su paso a través de una cámara de burbujas que también tiene un campo magnético perpendicular a la imagen. El antiprotón entra desde abajo y golpea un protón que está en reposo, por lo que no es visible, en el líquido de la cámara de burbujas. Se aniquila y salen ocho piones, su momento medido por la curvatura, su masa por la pista de ionización.

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¿Dónde está el campo de Higgs en esta imagen? Lo impregna todo y en el punto de interacción cuando se materializan los piones ha suministrado las masas a los quarks y antiquarks que los componen.

La pantalla de eventos de Higgs simulada que ha adjuntado muestra los productos de desintegración del bosón de Higgs . Esta partícula es predicha por el Modelo Estándar y es necesario encontrarla y confirmarla para validar el SM. Aparece porque existe un campo de Higgs, pero es una partícula en el conjunto de datos de partículas predichas y en su mayoría encontradas por el SM. En el experimento real , una serie de eventos

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con dos fotones, por ejemplo, se han acumulado de modo que la afirmación de ver una partícula similar a Higgs se ha establecido estadísticamente.

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Queda mucho trabajo por hacer para asegurarse de que la protuberancia vista tenga realmente las proporciones de ramificación de decaimiento y el giro y las estadísticas que se esperan del SM antes de que se establezca inequívocamente el descubrimiento del bosón de Higgs. Entonces podríamos afirmar con cierta certeza que el Modelo Estándar que depende de la existencia de un campo de Higgs está validado.

Por lo tanto, debe quedar claro que cada evento individual no es como una araña que se puede diseccionar. Es un instante de la materialización de los campos y el experimento tiene que acumular suficientes eventos para establecer estadísticamente una observación que valide una hipótesis.

Gracias por tus palabras aquí. Esto me da una perspectiva necesaria, y sí, ciertamente no estoy muy versado en física de partículas elementales, solo soy un científico informático que busca algo de comprensión aquí. También entiendo un poco el gran volumen de lecturas necesarias para confirmar la existencia de un Higgs. Todavía estoy un poco confundido, ¿no es cierto que el campo de Higgs no es solo una cuadrícula uniforme x, y, z de todo el universo, sino con una curvatura de retención de carga base bien definida que da masa de una manera discreta? Ojalá mi vocabulario y conceptos en esta área fueran mayores.
@GaretClaborn: No es tanto --- el Higgs es un superconductor relativistamente invariable que llena el espacio (esto no es una simplificación ni es una gran analogía, es una correspondencia directa 1-1 de las ideas físicas), un superconductor es un superfluido cargado. El tema es que si no sabes de mecánica cuántica, todo es misterioso. Sugeriría leer un libro sobre mecánica cuántica, los estándar, además de "Los principios de la mecánica cuántica" de Dirac. Luego aprenda la integración de rutas, luego el resto de la física de partículas estándar es sencillo.
Un campo no es una cuadrícula, es continuo y se manifiesta dondequiera que haya suficiente energía para que aparezca la materia. Dado que tiene experiencia en ciencias, es posible que pueda explorar los recursos didácticos del CERN education.web.cern.ch/education/Chapter2/Intro.html a la izquierda hay enlaces a muchas conferencias sencillas.
@annav Correcto, estaba siendo demasiado simplista, realmente creo que más en la línea de los múltiples, entiendo un poco la diferencia en los campos. Muchas gracias, estaré investigando esto.
¿Cuál es la relación entre el campo de Higgs y los quarks?
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