Как три кварка (u, d, su, d, su, d, s) приобрели разные массы?

Question

Как три кварка (u, d, su, d, su, d, s) приобрели разные массы?

Шен

Если три кварка $u, d, s$ имели одинаковую массу, они имели бы $SU(3)$ Симметрия вкуса ( $u, d, s$ ). Эта симметрия нарушена, потому что эти три кварка приобрели разные массы в результате взаимодействия с полем Хиггса (взаимодействия Юкавы). Однако в Стандартной модели взаимодействия Юкавы происходят между полем Хиггса и дублетом ( $u, d$ ). А тройка( $u, d, s$ )? Как этот триплет взаимодействует с полем Хиггса, так что эти кварки приобретают разные массы?

Кнчжоу

Симметрия нарушена, потому что кварки имеют разные массы. Однако шарлатаны вверх и вниз имеют одинаковые массы.

Кнчжоу

Если у вас есть дополнительные вопросы о модели кварков, СМ и т. д., я рекомендую вводный текст по физике элементарных частиц, такой как Гриффитс. Он очень хорошо охватывает все, что вы задали в своих последних 10 вопросах!

Шен

@knzhou - Как они получили разные массы? через механизм Хиггса -- взаимодействия Юкавы? Но юкавские взаимодействия происходят между дублетом (

u, d

$u, d$ ) и поле Хиггса. А тройка(

u, d, s

$u, d, s$ )? Как тройка(

u, d, s

$u, d, s$ ) взаимодействует с полем Хиггса?

Кнчжоу

Если это то, что вы действительно хотели знать (в частности, как записать массы кварков в СМ), вам следует отредактировать свой вопрос, чтобы отразить это.

безопасная сфера

Различные массы u и d возникают из-за их электромагнитных взаимодействий из-за разных зарядов. Другая масса s происходит от s, принадлежащих к другому поколению.

Шен

@safesphere - Вы имеете в виду

S U (2)

$SU(2)$ вкусовая симметрия (

u, d

$u, d$ ) нарушается при взаимодействии этого дублета с электромагнитным полем (калибровочным полем)? Но в Стандартной модели есть только взаимодействие этого дублета с полем Хиггса (взаимодействие Юкавы), которое дает

u

$u$ и

d

$d$ массы.

Шен

@safesphere - Насколько я понимаю,

u

$u$ и

d

$d$ приобрели свои массы благодаря взаимодействию Юкавы с полем Хиггса. Вы имеете в виду взаимодействие между (

u, d

$u, d$ ) и электромагнитное поле модифицирует массы, которые они приобрели в результате взаимодействия с полем Хиггса?

безопасная сфера

В массу электрона, в отличие от нейтрино, входит энергия электромагнитного поля, создаваемого зарядом электрона. Вот почему электрон тяжелее нейтрино, поскольку, если не считать заряда, это одна и та же частица. Та же идея применима к кваркам одного поколения, таким как u и d. Поле Хиггса (если оно существует) делает частицу массивной, но не обязательно придает ей всю ее массу. (Лично я считаю, что квантовая гравитация избавит от поля Хиггса, но это другая тема.) Я надеюсь, что эксперты СМ здесь опубликуют ответ, который вы ищете.

Шен

@safesphere - Вы сказали: «Другая масса s происходит от s, принадлежащих к другому поколению». Это очень расплывчатое заявление. Через какое взаимодействие

s

$s$ приобрести его массу? через взаимодействие с полем Хиггса? Но поле Хиггса взаимодействует с дублетом.

безопасная сфера

Каждое взаимодействие представляет собой симметрию, но не обязательно наоборот. Энергия определяется симметриями, а не только взаимодействиями. Например, импульс Лоренца изменяет энергию системы без какого-либо взаимодействия, а просто за счет изменения системы отсчета. Три поколения представляют собой симметрию природы. Насколько мне известно, эта симметрия еще не до конца понята (по крайней мере, не всеми). Эта симметрия влияет на энергию. Мы знаем, что частицы более высоких поколений тяжелее и в конечном итоге распадаются до более низких поколений. Именно эта симметрия придает массу частицам более высокого поколения, но не взаимодействие.

овиллеке

@safesphere Все ваши наблюдения в комментариях являются гипотезами, которые являются спекулятивными и не согласуются с физикой Стандартной модели. Это правдоподобные гипотезы, но правильный ответ таков: «Я не знаю, и никто другой тоже не знает».

безопасная сфера

@ohwilleke Да, ты прав. Вот почему я не опубликовал ответ, а просто сделал комментарий, чтобы пробудить интуицию. Независимо от того, насколько хороша Стандартная модель, она неполна и требует много усилий, чтобы создать новую физику. Поэтому мне гораздо больше нравится ваш честный ответ, потому что незнание сейчас дает надежду и вдохновляет двигаться вперед, в отличие от позиции, согласно которой «сцепления Хиггса произвольны». Таким образом, единственная разница между электроном и нейтрино заключается в электрическом заряде, но масса электрона исходит от бозона Хиггса, а нейтрино не взаимодействует с бозоном Хиггса... но все же массивен? Неа...

Митчелл Портер

«Как триплет (u, d, s) взаимодействует с полем Хиггса?» Он не взаимодействует как триплет. Как утверждает Космас Захос, существуют взаимодействия между синглетами SU(2) правых кварков, дублетами SU(2) левых кварков и полем Хиггса, структура которого определяется квантовыми числами каждого поля.

Ответы (1)

Как три кварка (u, d, su, d, su, d, s) приобрели разные массы?

Симметрия нарушена, потому что кварки имеют разные массы. Однако шарлатаны вверх и вниз имеют одинаковые массы.
Если у вас есть дополнительные вопросы о модели кварков, СМ и т. д., я рекомендую вводный текст по физике элементарных частиц, такой как Гриффитс. Он очень хорошо охватывает все, что вы задали в своих последних 10 вопросах!
@knzhou - Как они получили разные массы? через механизм Хиггса -- взаимодействия Юкавы? Но юкавские взаимодействия происходят между дублетом ( $u, d$ ) и поле Хиггса. А тройка( $u, d, s$ )? Как тройка( $u, d, s$ ) взаимодействует с полем Хиггса?
Если это то, что вы действительно хотели знать (в частности, как записать массы кварков в СМ), вам следует отредактировать свой вопрос, чтобы отразить это.
Различные массы u и d возникают из-за их электромагнитных взаимодействий из-за разных зарядов. Другая масса s происходит от s, принадлежащих к другому поколению.
@safesphere - Вы имеете в виду $SU(2)$ вкусовая симметрия ( $u, d$ ) нарушается при взаимодействии этого дублета с электромагнитным полем (калибровочным полем)? Но в Стандартной модели есть только взаимодействие этого дублета с полем Хиггса (взаимодействие Юкавы), которое дает $u$ и $d$ массы.
@safesphere - Насколько я понимаю, $u$ и $d$ приобрели свои массы благодаря взаимодействию Юкавы с полем Хиггса. Вы имеете в виду взаимодействие между ( $u, d$ ) и электромагнитное поле модифицирует массы, которые они приобрели в результате взаимодействия с полем Хиггса?
В массу электрона, в отличие от нейтрино, входит энергия электромагнитного поля, создаваемого зарядом электрона. Вот почему электрон тяжелее нейтрино, поскольку, если не считать заряда, это одна и та же частица. Та же идея применима к кваркам одного поколения, таким как u и d. Поле Хиггса (если оно существует) делает частицу массивной, но не обязательно придает ей всю ее массу. (Лично я считаю, что квантовая гравитация избавит от поля Хиггса, но это другая тема.) Я надеюсь, что эксперты СМ здесь опубликуют ответ, который вы ищете.
@safesphere - Вы сказали: «Другая масса s происходит от s, принадлежащих к другому поколению». Это очень расплывчатое заявление. Через какое взаимодействие $s$ приобрести его массу? через взаимодействие с полем Хиггса? Но поле Хиггса взаимодействует с дублетом.
Каждое взаимодействие представляет собой симметрию, но не обязательно наоборот. Энергия определяется симметриями, а не только взаимодействиями. Например, импульс Лоренца изменяет энергию системы без какого-либо взаимодействия, а просто за счет изменения системы отсчета. Три поколения представляют собой симметрию природы. Насколько мне известно, эта симметрия еще не до конца понята (по крайней мере, не всеми). Эта симметрия влияет на энергию. Мы знаем, что частицы более высоких поколений тяжелее и в конечном итоге распадаются до более низких поколений. Именно эта симметрия придает массу частицам более высокого поколения, но не взаимодействие.
@safesphere Все ваши наблюдения в комментариях являются гипотезами, которые являются спекулятивными и не согласуются с физикой Стандартной модели. Это правдоподобные гипотезы, но правильный ответ таков: «Я не знаю, и никто другой тоже не знает».
@ohwilleke Да, ты прав. Вот почему я не опубликовал ответ, а просто сделал комментарий, чтобы пробудить интуицию. Независимо от того, насколько хороша Стандартная модель, она неполна и требует много усилий, чтобы создать новую физику. Поэтому мне гораздо больше нравится ваш честный ответ, потому что незнание сейчас дает надежду и вдохновляет двигаться вперед, в отличие от позиции, согласно которой «сцепления Хиггса произвольны». Таким образом, единственная разница между электроном и нейтрино заключается в электрическом заряде, но масса электрона исходит от бозона Хиггса, а нейтрино не взаимодействует с бозоном Хиггса... но все же массивен? Неа...
«Как триплет (u, d, s) взаимодействует с полем Хиггса?» Он не взаимодействует как триплет. Как утверждает Космас Захос, существуют взаимодействия между синглетами SU(2) правых кварков, дублетами SU(2) левых кварков и полем Хиггса, структура которого определяется квантовыми числами каждого поля.

Космас Захос · Answer 1

В СМ все шесть кварков, d,u,s,c,b,t (и лептоны) получают свои различные массы за счет калибровочно-инвариантных юкавских взаимодействий; их сильная симметрия или симметрия поколений совершенно не имеют значения, а размер, систематика или такие массы не являются частью СМ для объяснения. Это шесть произвольных параметров (связей Юкавы), полностью не ограниченных симметриями СМ; но, конечно, построение моделей за пределами СМ стремится каким-то образом предсказать их.

Обычно, например, слабокалибровочно-инвариантные связи, ответственные за массу d , равны

- у_{д} \bar{(\begin{matrix} {ты}_{л} \\ д_{л} \end{matrix})} \cdot Φ д_{р} + hc,

$-y_d \overline{ \begin{pmatrix} u_{L} \\ d_L \end{pmatrix} } \cdot \Phi ~ ~d_R +\hbox{h.c.},$ где vev бозона Хиггса составляет

⟨ Φ ⟩ "=" \frac{в}{\sqrt{2}} (\begin{matrix} 0 \\ 1 \end{matrix}),

$\langle \Phi \rangle = \frac{v}{\sqrt{2}} \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \end{pmatrix},$ для v ~ 0,25 ТэВ. Затем вы видите

m_{d} = y_{d} v / \sqrt{2}

$m_d=y_d v/\sqrt{2}$ .

Масса u в слабом дублете ничего не знает об этой связи и возникает из-за совершенно независимой юкавы,

- у_{ты} \bar{(\begin{matrix} {ты}_{л} \\ д_{л} \end{matrix})} \cdot \tilde{Φ} {ты}_{р} + hc,

$-y_u \overline{ \begin{pmatrix} u_{L} \\ d_L \end{pmatrix} } \cdot \tilde{\Phi} ~ ~u_R +\hbox{h.c.},$ где, конечно,

⟨ \tilde{Φ} ⟩ "=" ⟨ я т_{2} Φ^{*} ⟩ "=" \frac{в}{\sqrt{2}} (\begin{matrix} 1 \\ 0 \end{matrix}) .

$\langle \tilde{\Phi} \rangle =\langle i\tau_2 \Phi^* \rangle = \frac{v}{\sqrt{2}} \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \end{pmatrix}.$

Вы записываете два таких члена каждого вида для остальных четырех кварков, и все готово.

Размеры юкав и, следовательно, массы являются экспериментальными входными данными: структура СМ вмещает их все и дает разработчикам моделей возможность вывести их как нечто за пределами СМ. Таким образом, никогда не могло возникнуть проблемы с приобретением ими разных масс:

Никогда не было веских причин, чтобы массы кварков или фермионов не отличались настолько, насколько им хочется. Ожидания обратного в СМ возвышаются до уровня метафизической лжи.

Поправки к этим массам из-за электромагнетизма или эффектов нарушения киральной симметрии КХД неявны в основных взаимодействиях СМ, но их сложнее оценить.

небольшая практическая сложность в «реальной жизни»: на самом деле, для 3 поколений реального мира существует больше юкав, межпоколенческих, что дает более сложные недиагональные массовые матрицы. Диагонализация таких элементов приводит к созданию матрицы смешения CKM.

Последнее замечание в вашем ответе: «небольшое практическое осложнение в« реальной жизни »: на самом деле, для трех поколений реального мира существует больше юкав, межпоколенческих, что дает более сложные недиагональные массовые матрицы. Диагонализация таких целей до производства смесительной матрицы СКМ». не является консенсусной интерпретацией. В СМ четыре параметра, включенные в матрицу CKM, также являются произвольными экспериментально измеренными входными данными и вообще не обязательно являются функцией массовых матриц.
@Cosmas Zachos - я вижу такое объяснение в учебнике. Что меня беспокоит, так это: как предполагаемый $SU(3)$ Симметрия вкуса ( $u, d, s$ ) распадаются на дублет ( $u, d$ ) и отдельно $s$ ? я знаю это $s$ и $c$ образуют дублет ( $c, s$ ) и приобретают свои массы за счет взаимодействий с полем Хиггса, подобных дублету ( $u, d$ ). Но какова роль вкусовой тройки ( $u, d, s$ )? Как он сломался?
Он родился сломанным из-за разных масс кварков, созданных разными юкавами. На самом деле все наоборот: вы говорите об этом триплете, потому что массы этих кварков близки и меньше масштаба КХД, определяющего массы адронов после нарушения киральной симметрии. Обратите внимание, что ни вы, ни кто-либо другой не говорит о вкусовых секстетах (u,d,s,c,b,t) !

Как три кварка (u, d, su, d, su, d, s) приобрели разные массы?

Шен

Кнчжоу

Кнчжоу

Шен

Кнчжоу

безопасная сфера

Шен

Шен

безопасная сфера

Шен

безопасная сфера

овиллеке

безопасная сфера

Митчелл Портер

Ответы (1)

Космас Захос

овиллеке

Шен

Космас Захос

WW→tt¯WW→tt¯WW\to t\bar{t} роста

Если поле Хиггса придает частицам массу и присутствует везде, то почему существуют безмассовые частицы?

Все ли частицы в Стандартной модели приобретают массу только благодаря механизму Хиггса?

Измеряет ли БАК массу бозона Хиггса или продуктов его распада?

Путаница с механизмом Хиггса

Расчет разности масс WWW - ZZZ бозонов

Масса электрона от "Хиггсовского" взаимодействия с ZZZ-бозоном?

Можем ли мы теоретически «вывести» массу частицы?

Связь хиггсовских связей с массами элементарных частиц

Что понимается под энергией покоя несоставной частицы?