О массе частиц

Изучая механизм Хиггса в теории ЭВ и КХД, у меня есть пара вопросов, которые я хотел бы прояснить:

1) Член массы кварка в лагранжиане КХД должен исходить из механизма Хиггса в EW-секторе СМ. Я имею в виду, что у вас нет вклада в массу, исходящего от Хиггса и других терминов Дирака, которые удовлетворяют только С U ( 3 ) с симметрия, но не С U ( 2 ) л . Это верно?

2) Давайте представим мир с бозоном Хиггса таким, что его вакуумное математическое ожидание равно нулю. Тогда механизм Хиггса не нарушается С U ( 2 ) л симметрия и, следовательно, лептоны и кварки остаются безмассовыми. В этом мире с кварками, но без массы, у нас могли бы быть адроны, но их массы возникали бы из КХД-глюонных взаимодействий между собой, а также глюонного и ЭВ-взаимодействия виртуальных морских кварков, которые, конечно, сами по себе безмассовые. Мы потеряли бы вклад от массы, заданной механизмом Хиггса (который тоже безмассовый), но не от электромагнитных взаимодействий между валентными и виртуальными кварками.

Но если кварки и лептоны не имеют массы, то в соответствии со специальной теорией относительности они движутся со скоростью света, значит, это проблема для создания адронов? Более того, безмассовость кварков позволяла бы протону распадаться на нейтрон, поэтому этот мир был бы безжизненным.

Несмотря на все это, нет никакого способа получить массу для калибровочных бозонов или заряженных лептонов, поскольку мы сохраняем неизменной симметрию СМ, или я игнорирую какой-то причудливый способ?

Возможно, поскольку кварки теперь энергетически эквивалентны в этом мире, CKM-матрица является матрицей единиц до комплексной фазы, чтобы сохранить CP-нарушение.

Как вы думаете, что еще может отличаться от нашего реального мира?

Франк Вильчек обсуждает массу адрона, игнорируя механизм Хиггса, в одной или двух своих основных статьях, но я не помню, как он решает проблему безмассовых частиц, движущихся со скоростью с .
Массы кварков (наряду с массами других фермионов) не происходят напрямую из механизма Хиггса; они исходят из технически отдельной связи Юкавы с бозоном Хиггса. Механизм Хиггса только непосредственно генерирует массу электрослабых бозонов и самого бозона Хиггса. Я также не уверен, что можно сказать, что разница в массах кварков отвечает за стабильность протона по отношению к нейтрону. Масса валентных кварков составляет лишь крошечную часть массы адрона; подавляющее большинство - это энергия связи, которая возникает из-за непертурбативных эффектов КХД.
@probably_someone Мое рассуждение таково: эффекты КХД не зависят от вкуса, поэтому часть, исходящая от КХД, одинакова для протона и нейтрона. Следовательно, разница в массе между ними возникает из-за собственной массы кварков и электромагнитных эффектов. Вам не кажется, что это правильно?
Но, конечно, механизм Хиггса генерирует массу кварков и лептонов, те связи, на которые вы ссылаетесь, относятся к бозонам Хиггса и этим частицам, поэтому, поскольку VEV Хиггса отличен от нуля, у вас есть масса для кварков и лептонов. В противном случае включение этих масс нарушает С U ( 2 ) л

Ответы (2)

Существует заблуждение, что поле Хиггса — единственный источник, который придает массу элементарным частицам, таким как кварки и лептоны.

Но на самом деле кварки получают массу от сильных взаимодействий КХД даже в отсутствие поля Хиггса! Другими словами, если бы вы могли волшебным образом отключить поле Хиггса, лептоны действительно были бы безмассовыми, но кварки все равно имели бы массу.

В частности, сильные взаимодействия КХД могут генерировать массы кварков за счет кварк-антикварковой конденсации, нарушающей киральную симметрию.

⟨ д ¯ д ⟩ ∼ ∫ 1 п − м "=" ∫ м п 2 − м 2 ,
где ⟨ д ¯ д ⟩ ≠ 0 – кварк-антикварковая конденсация, а м ≠ 0 - динамически генерируемая масса кварка.

Мезоны являются результирующими бозонами Намбу-Голдстоуна в результате этого динамического нарушения киральной симметрии. Конечно, если присутствует ненулевой VEV Хиггса, киральная симметрия НЕ является точной, что делает мезоны псевдобозонами Намбу-Голдстоуна.

Примечание: описанный выше механизм нарушения динамической симметрии имеет сходство с теорией сверхпроводимости БКШ, где конденсация кварков и антикварков заменяется куперовской парой выборов.

Я чего-то не понимаю в этом конденсате. Сказано, что если ⟨ д ¯ д ⟩ ≠ 0 тогда у вас есть массовая генерация. Как так? И еще: те мезоны, которые являются псевдоголдстоуновскими бозонами, на самом деле имеют массу из-за симметрии, возникающей при рассмотрении кварков как безмассовых, что не является точным из-за того, что они имеют массы. Но если мы находимся во Вселенной, где кварки действительно безмассовые, не как аппроксимированный факт, а как точный факт, мезоны были бы безмассовыми, поскольку они являются настоящими бозонами Голдстоуна.
@ Вики, пожалуйста, смотрите обновления.
Но то, что я предлагаю, — это вселенная, в которой у нас есть настоящий бозон Хиггса, такой как его VEV, равный нулю, точно . Тогда, нарушая киральную симметрию, вы производите мезоны как настоящие голдстоуновские бозоны, поэтому они не имеют массы. Тогда вы даже не сможете создать массу, нарушив киральную симметрию, потому что киральная симметрия не приблизительна во Вселенной, которую я предлагаю.
@Vicky, ты, видимо, запутался. Нулевая масса применима к мезону как бозону Голдстоуна, в то время как динамическое нарушение киральной симметрии приводит к НЕНУЛЕВОЙ массе для фермионов, таких как кварки в вашей гипотетической вселенной без Хиггса.
Хорошо, я собираюсь написать еще один пост, посвященный этой проблеме, потому что я даже не знаю, что вы подразумеваете под «динамическим» нарушением киральной симметрии. И спасибо

Эти вопросы были рассмотрены в модели Большого взрыва для времени до нарушения симметрии и до того, как поле Хиггса имело нулевую скорость.

bbtime

Обратите внимание, что удержание кварков в адронах происходит после слабого нарушения симметрии. Все отличается от нашего нынешнего мира, до того, как время нарушило симметрию, 10 − 12 сек от Большого взрыва .

О массе частиц
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v