Что означает масса кварка?

Утверждения вроде «Масса электрона включает в себя массу электрического поля, которое он генерирует» следует воспринимать очень осторожно.

В квантовой теории поля мы можем рассчитать обратную реакцию электрического поля, которое наш электрон создает на самом себе, то есть сдвиг массы, о котором, я думаю, вы говорите. Чтобы эти вычисления имели смысл, нам нужно использовать перенормировку .

Проблема в том, что в результате мы получаем много бесконечностей. Чтобы разумно с ними справиться, мы вводим так называемые «контрчлены», которые имеют ту же структуру и противоположный знак. Проблема в том, что мы по-прежнему вычитаем друг из друга бесконечности и не знаем результата.

Однако мы знаем массу покоя электрона, измеренную в экспериментах.$m_e = 511\, \mathrm{keV}$. Итак, мы включаем это в наши вычисления: вычитая из бесконечности, мы вычисляем другую бесконечность, такую, что для покоящегося электрона масса составляет 511 кэВ. Затем мы можем перейти к вычислению того, как это меняется для электронов с большими скоростями (поскольку это происходит! это называется бегущей массой), и найти большое согласие с экспериментами на коллайдерах частиц.

Вопрос о массах кварков еще более сложен. Кварки не существуют свободно, только в связанных состояниях, и мы не можем точно рассчитать энергию связи. Мы можем измерить массу тяжелых кварков, взглянув на полную энергию продуктов их распада, но для$u$,$d$и$s$кварки это не работает хорошо.

Здесь существует несколько определений массы. Для так называемой « текущей массы » (или «массы полюса») пытаются экстраполировать массу для$u$и$d$кварк из других измерений, чтобы получить результат в основном для параметра массы в лагранжиане. С другой стороны, есть также « составляющие массы », где делают то, что вы описываете: берут массу протона и делят на два$u$и один$d$кварка, так что это примерно также соответствует массам$\pi$мезонов - но это в лучшем случае грубо, поскольку вы включаете энергию связи в определение массы, которая на самом деле имеет очень мало общего с массой связанных частиц.

тл;др

Есть два определения массы кварков. Один относится к параметру массы в лагранжиане, другой пытается включить энергию связи в адроны. Первую очень трудно измерить для легких кварков ($u$,$d$,$s$), а второй объединяет эффекты в массовый параметр, никак не связанные друг с другом.