Говорит ли эквивалентность между инертной и гравитационной массами что-нибудь о механизме Хиггса?

Например: какую роль он может играть в теории квантовой гравитации (т. е. вызывать искривление пространства-времени)?

Я понимаю, что инерционная масса может быть результатом только энергии связи. Был ли принцип эквивалентности проверен на элементарных частицах (таких как электрон), масса которых полностью обусловлена ​​взаимодействием Хиггса?

Это кажется очевидным вопросом, но я никогда раньше не слышал, чтобы его обсуждали.

Механика Хиггса используется только для объяснения массы в контексте Стандартной модели, где нет гравитации. Так что вопрос на самом деле не имеет смысла. Вас интересуют теории за пределами СМ (в частности, SUSY и SUGRA), которые решают некоторые проблемы Хиггса?
Я понимаю роль бозона Хиггса в СМ и понимаю, что СМ не занимается гравитацией. Я не использовал термин «Стандартная модель» в своем вопросе, потому что СМ не имеет монополии на механизмы нарушения электрослабой симметрии. Инерционная и гравитационная массы предположительно эквивалентны, поэтому любой механизм, с помощью которого генерируется инерционная масса, должен иметь какое-то отношение к генерации гравитационной массы. Верно?
@ user1247 «любой механизм, с помощью которого генерируется инерционная масса, должен иметь какое-то отношение к генерации гравитационной массы» - если я не ошибаюсь, отношение просто в том, что тензор энергии-импульса берется из любой теории поля, в которую вы верите. ваше содержание материи и помещает его в уравнение Эйнштейна. Возможно, ваш вопрос как раз о тестах общей теории относительности? Пожалуйста, отредактируйте свой вопрос, чтобы уточнить, что вы ищете.

Ответы (2)

Уважаемый пользователь, эквивалентность между инертной массой и гравитационной массой говорит нам следующее о механизме Хиггса:

Любая инерционная масса, создаваемая или модифицируемая механизмом Хиггса, также должна создавать или модифицировать источник гравитации той же величины. И наоборот, гравитационная масса, создаваемая механизмом Хиггса, также должна производить инертную массу той же величины.

Причина, по которой другие — и я — и запутались в вашем вопросе, заключается в том, что принцип эквивалентности говорит нам то же самое не только о механизме Хиггса, но и о заключении, электростатическом притяжении, вращающихся гироскопах или любом другом процессе, объекте или механизме. что происходит, происходит или будет происходить. Принцип эквивалентности — это абсолютно универсальный закон, справедливый для всех объектов и всех процессов в этой Вселенной — и за ее пределами.

Неправда, что механизм Хиггса имеет более особое отношение к принципу эквивалентности, чем любой другой механизм в негравитационной физике.

По поводу вашего более конкретного вопроса об опытных испытаниях - разумеется, что оно было проверено. Имеющиеся экспериментальные проверки принципа эквивалентности показывают, что все материалы имеют одинаковое соотношение инертной и гравитационной масс с точностью до 10 − 15 или так. Различные материалы имеют различный процент своей массы, исходящий от электронов - чем больше нейтронов в материале, тем меньше их доля. Таким образом, масса, хранящаяся в электронах, может варьироваться от 0,02% до 0,05%. Хотя это намного меньше 100 %, этого, безусловно, достаточно, чтобы исключить гипотезу о том, что масса электрона, создаваемая механизмом Хиггса, не подчиняется принципу эквивалентности.

Приведенные выше проценты всего на 3,5 порядка ниже 100%. Таким образом, у вас остается еще 12 порядков величины, которые доказывают, что масса, создаваемая взаимодействием электронов с бозоном Хиггса, проявляется и как инерционная масса, и как гравитационная масса — с тем же соотношением (один — в нормальных единицах), — как и у всех других объектов. . Итак, еще раз, да, все методы получения энергии/массы, т.е. Е "=" м с 2 подчиняются принципу эквивалентности, и этот факт был проверен с поразительной точностью. Принцип эквивалентности верен для масс, создаваемых механизмом Хиггса, конфайнментом или чем-то еще.

Этот факт является проблемой для некоторых «дешевых» методов решения проблемы космологической постоянной. Проблема с космологической постоянной заключается в том, что даже такие вещи, как виртуальные объекты в атомной физике, КХД или где-либо еще, создают источники плотности энергии вакуума. Отбросить их невозможно, поскольку такая процедура в конечном счете противоречила бы принципу эквивалентности. Таким образом, загадка заключается в том, почему космологическая постоянная такая крошечная, хотя мы можем перечислить множество возможных источников, которые намного больше и проявляются в любом мыслимом масштабе.

Привет ЛМ

Спасибо за интерес, но: совсем нет, user1247. Искривление пространства-времени всегда вызвано общей массой, а не массой покоя, в этом весь смысл уравнений Эйнштейна. Они связывают тензор Эйнштейна (кривизны) с тензором энергии-импульса. 00-компонента тензора энергии-импульса не связана с массой покоя: она связана с полной массой, включая всю энергию взаимодействия (в том числе с бозоном Хиггса), кинетическую энергию или любую другую форму энергии в пространстве (разделенную к с 2 чтобы получить массу). Остальные компоненты дополняют эту плотность полной энергии до полного тензора.
И нет: ни из чего не следует, что бозон Хиггса должен быть эффективным описанием чего-то еще — что бы вы ни подразумевали под «ограниченной энергией». В негравитационной физике (или предел малых г ), гравитационная масса становится нефизической, как и весь принцип эквивалентности. Таким образом, сам принцип эквивалентности не может ничего ограничивать в самой негравитационной физике. (Непротиворечивость квантовой гравитации кое-что говорит, но это другой вопрос.) Она просто говорит о том, что гравитация должна вести себя должным образом и повторно использовать ту же инерционную массу, что и гравитационная.
Уважаемый пользователь, является ли частица нейтральной, совершенно вторично. Помимо электростатической энергии, существует множество других форм энергии взаимодействия, которыми может обладать такая нейтральная частица. Нейтралитет не имеет никакого отношения к проблеме. Прилагательное «стационарный» более уместно, но все же неверно. Если у вас есть нейтронная звезда, ее можно рассматривать как набор (почти...) стационарных нейтронов и т. д. Но между нейтронами по-прежнему существует сильная энергия взаимодействия, подобная КХД, и будьте уверены, что энергия взаимодействия все еще вклад в гравитационное поле.
Позвольте мне просто резюмировать этот обмен, что вы не верите ни в принцип эквивалентности, ни в эквивалентность между массой и энергией. Но оба они совершенно правы, и они подразумевают, что любая форма энергии — та, которая сохраняется и которая проявляется в (увеличенной) инерции объекта — также является источником гравитационного поля той же величины. Природа небрежно относится к этому принципу и не опускает случайным образом какие-либо термины, как некоторые люди, склонные к подобным вещам.
Уважаемый пользователь, действительно, основная особенность механизма Хиггса состоит в том, что он объясняет лагранжевы массовые члены более глубоким механизмом - взаимодействием с полем Хиггса. Но как только вы расширите теорию вокруг соответствующего ненулевого вакуумного среднего значения поля Хиггса, которое необходимо для изучения физики, вы получите лагранжевы массовые члены. Таким образом, индуцированная Хиггсом масса лептонов и кварков (и W, Z-бозонов) гораздо менее «ограничена», чем 98% массы протона, которая возникает из-за «ограничения», а не из любых лагранжевых массовых членов (в любом разложении).
В любом случае, если назвать массу протона, возникающую в основном из-за глюонов и взаимодействий, индуцированных глюонами, и/или массу электрона, возникающую из-за взаимодействия с полем Хиггса, «ограниченной» или «неограниченной» формой энергии, никакого отношения к принципу эквивалентности. Принцип эквивалентности не означает, что масса должна находиться в ограниченной или неограниченной форме, что бы эти слова ни значили в негравитационной физике. Это просто говорит о том, что любая масса, полученная в негравитационной теории, также является источником гравитации, пропорциональной ее инерции (или сохраненной энергии).
Уважаемый пользователь, да, при расширении вокруг нарушающего симметрию вакуума механизм Хиггса производит массовые члены для точечных частиц точно так же, как массовые члены были записаны для этих частиц - будь то массивные калибровочные поля или массивные Фермионы Дирака - до открытия механизма Хиггса. Это отличается от сложного происхождения массы протона. Но "другой" не значит "неправильный". В частности, это не означает «несовместимость с принципом эквивалентности».
И что касается вашего последнего комментария над этим моим комментарием, нет: не существует «двух разных способов» источника гравитации. С общей точки зрения, есть один способ получить гравитацию: энергия/масса входит в правую часть уравнений Эйнштейна, вызывая кривизну. С более детальной точки зрения, существует примерно бесконечно много способов получения гравитации, потому что существует примерно бесконечно много форм энергии. Энергия взаимодействия между кварками и энергия взаимодействия с бозоном Хиггса — это всего лишь два примера среди сотен других.

Эквивалентность инертной и гравитационной масс (слабый принцип эквивалентности) строго выполняется только в метрических теориях гравитации, таких как общая теория относительности Эйнштейна. Оно может быть нарушено, например, в скалярно-тензорных теориях гравитации (обобщенных теориях Бранса-Дикке) при условии, что скалярная составляющая неуниверсально связана с материей. Роль такой скалярной компоненты, смешанной со скалярным гравитоном, действительно может играть бозон Хиггса, поскольку нет оснований запрещать связь поля Хиггса с гравитационной скалярной кривизной. Поэтому в принципе, нарушается слабый принцип эквивалентности. Однако при разумной связи бозона Хиггса с кривизной это нарушение практически не наблюдается из-за малости связей Хиггса-Юкавы с веществом генерации света и короткодействующей обменной силы Хиггса.

Поле Хиггса заряжено в соответствии с электрослабой калибровочной симметрией. Если есть связь между полем Хиггса и кривизной, она должна быть связана с квадратом поля Хиггса.
Говорит ли эквивалентность между инертной и гравитационной массами что-нибудь о механизме Хиггса?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v