Безмассовые бозоны, но не безмассовые фермионы?

Я заметил статью о безмассовых фермионах Вейля, и она заставила меня задуматься. Мне интересно, есть ли какое-либо объяснение тому, почему бозоны (в частности, калибровочные бозоны) могут быть безмассовыми (фотоны и глюоны), но мы не видим никаких фундаментальных безмассовых фермионов (исходя из наиболее вероятной подтвержденной гипотезы о том, что нейтрино массивны).

я знаю, что Вт ± и Z получить массу из-за спонтанного нарушения симметрии, поэтому очевидно, что не все калибровочные бозоны безмассовые, но почему мы не видим фундаментальных безмассовых фермионов?

Ответы (2)

Механизм «придания массы» элементарным бозонам и фермионам иной.

Для бозонов это связано с калибровочной симметрией ( С U ( 3 ) с × С U ( 2 ) л × U ( 1 ) Д ), который частично ломается (и становится С U ( 3 ) с × U ( 1 ) е м ) . Непрерывная часть требует, чтобы связанные с ней бозоны (глюоны и фотоны) были безмассовыми, чтобы соблюдать эту симметрию.

Для фермионов такого ограничения нет, поскольку их масса не определяется калибровочной симметрией (с учетом наших текущих знаний массы фермионов задаются вручную с помощью дополнительных связей Юкавы). Поэтому масса фермионов не предсказывается (в отличие от масс бозонов). Таким образом, вопрос «почему мы не видим фундаментальных безмассовых фермионов?» эквивалентен вопросу «почему мы видим фундаментальные фермионы с их фактической массой?». Ответ: мы не знаем!

Ах, я забыл, что массы, которые мы подставляем в лагранжиан для фермионов, должны быть экспериментально измерены.

Мне интересно, есть ли какое-либо объяснение тому, почему бозоны (в частности, калибровочные бозоны) могут быть безмассовыми (фотон и глюон), но мы не видим никаких фундаментальных безмассовых фермионов.

Это потому, что фермион — это «тело», и потому, что «масса тела — это мера его содержания энергии» . См. статью Эйнштейна E=mc² . Здесь он говорит о теле и электроне.

«Кинетическая энергия тела относительно ( ξ , η , ζ ) уменьшается в результате излучения света, и степень уменьшения не зависит от свойств тела. При этом разность K0 − K1, как и кинетическая энергия электрона (§ 10), зависит от скорости» .

ИМХО ясно, что он думал об электроне как о теле, а об излучении (например, фотонах) как об энергии. Итак, фотон — это «не тело». Он движется со скоростью света, он никогда не находится в состоянии покоя, поэтому у него нет массы покоя.

Я знаю, что W+/- и Z получают массу из-за спонтанного нарушения симметрии, поэтому очевидно, что не все калибровочные бозоны безмассовые, но почему мы не видим фундаментальных безмассовых фермионов?

Потому что «элементарные» фермионы, такие как электроны и позитроны, на самом деле не являются «фундаментальными». Вы можете создать их в производстве гамма-гамма-пар. Каждый подобен фотону с энергией 511 кэВ в мысленном зеркальном ящике собственного изготовления. При электрон-позитронной аннигиляции вы фактически открываете одну коробку другой, после чего каждая из них становится излучающим телом, теряющим массу. Все это . А потом его уже нет. Очевидно, здесь есть некоторое противоречие между E=mc² и механизмом Хиггса, но об этом в другой раз.

Я не понимаю этот ответ. Это различие между излучением и материей устарело. Кроме того, вы говорите, что существует противоречие между специальной теорией относительности и механизмом Хиггса (?!?). Что ты имеешь в виду???
Вы говорите, что фермион — это «тело». Что это вообще значит? Фотон «не тело». Опять же, что это значит? Он движется со скоростью света, поэтому у него нет массы покоя — наоборот. У него нет массы, поэтому он движется со скоростью света. И говорить, что «элементарные» частицы не являются «фундаментальными», потому что вы можете создать их при производстве гамма-гамма-пар? Действительно? Вы также можете создать бозон Хиггса таким образом. Вы также можете создать Вт ± Сюда.
@Paganini: при всем уважении, статья Эйнштейна E=mc² не устарела. А масса тела, такого как электрон, является либо мерой его энергоемкости, либо мерой его взаимодействия с полем. Если второе, то первого быть не может. Если вы можете взглянуть на страницу 174 « Зептокосмической одиссеи» , где физик ЦЕРН Джан Гуидис говорит, что 98% массы протона возникает из-за E=mc², в то время как электромагнитные эффекты и механизм Хиггса составляют по 1% каждый.
@JohnDuffield: Мы говорим здесь о массе элементарных частиц, а не о массе составных. Для составных ясно, что взаимодействие между его составляющими вносит свой вклад в его энергию и, следовательно, в его массу, как и для протона.
@Omry: тело - это то, что может сидеть «в покое» перед вами. Вы можете толкать его и заставить двигаться быстрее или медленнее. Вы не можете сделать это с фотоном. Что касается бозона W, у него очень короткое время жизни, и, хотя говорят, что он является посредником в слабом взаимодействии, в свободном распаде нейтрона не участвуют частицы с энергией 80 ГэВ/c². Как ни странно, бозон Хиггса не получил свою массу от механизма Хиггса. Смотрите, как Мэтт Страсслер говорит об этом здесь .
@JohnDuffield: на рынке нет хорошо зарекомендовавшей себя теории (как Стандартная модель элементарных частиц), предсказывающей массу электрона (или массу любого фермиона). Остальное — просто предположения, не подкрепленные экспериментальными данными (или не обладающие предсказательной силой, как в случае с теорией струн).
@Paganini: масса электрона - первый свободный параметр Стандартной модели. Я полагаю, что в конце концов Стандартная модель будет расширена, чтобы включить вывод массы электрона из фундаментальных принципов.
«Потому что «элементарные» фермионы, такие как электроны и позитроны, на самом деле не являются «фундаментальными». Вы можете создать их при производстве гамма-гамма-пар». Тогда что принципиально? Фотоны могут быть созданы путем аннигиляции частиц. Даже строки, если они существовали, могли быть созданы путем соединения строк.
Безмассовые бозоны, но не безмассовые фермионы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v