Откуда берется масса протона?

Я всегда думал, что масса протона будет просто массой трех отдельных кварков плюс энергия их связи. Тем не менее, однажды я обсуждал с одним из разработчиков детекторов RICH на LHC, и он сказал мне, что это дополнение (кварки + связь) может составлять только 30% этой энергии (не могу вспомнить, какой эксперимент проводился, чтобы определить это), так откуда берутся остальные 70%?

"плюс их связывающая энергия" Это должно быть минусом. Например, 2 протона и 2 нейтрона весят больше, чем ядро ​​гелия-4.
@SeanE.Lake Ядерная сила (также известная как остаточная сильная сила) имеет отрицательную энергию связи. Лежащая в основе сильная сила имеет положительную энергию связи — неотъемлемую часть заключения.
@dmckee Для меня это даже не имеет смысла «отрицательные энергии связи», потому что имеет смысл называть только отрицательные энергии взаимодействия энергиями связи. Вы имеете в виду положительные энергии взаимодействия (т.е. отталкивающее взаимодействие)?
Это более тонко, чем кажется. Из-за ограничения не существует такого понятия, как «отдельный кварк». Мы можем рассматривать кварки только в мезонах, барионах или КГП, где их поведение зависит от цветового силового поля, с которым они сталкиваются. Вот почему «масса кварка» не является общепринятым понятием, и в таблицах свойств массы всегда указаны как «порядка», особенно для легких кварков. Аналогия с ядерными массами (где нет проблем с учетом свободных протонов и свободных нейтронов) не помогает.
@Sean Решение проблемы, которую обсуждает Роджер, - это «асимптотическая свобода»: наблюдение, что по мере увеличения энергии взаимодействия кинематика адронных конечных состояний становится все более похожей на ожидаемую, если бы кварки были свободны, и потому что увеличение энергии означает более короткое расстояние мы приписываем ноль энергии сильного взаимодействия нулевому разделению вместо бесконечного разделения, как в случае с другими силами. Но система все еще связана, что означает, что энергия растет с разделением, поэтому потенциальная энергия должна быть положительной.

Ответы (2)

Есть эта статья, в которой обсуждается проблема .

протон

Как квантово-механический объект, протон должен быть описан суммой четырех векторов его составляющих. Компоненты внутри нуклона (адрона) связывает сильное взаимодействие , которое обменивает бесчисленные глюоны и порождает среди них кварк-антикварковые пары. Связывание нуклонов, напротив, является переливом силы от сильного взаимодействия, называемого, напротив, сильным ядерным взаимодействием, и оно похоже на силы Ван-дер-Ваальса, которые связывают атомы электромагнитным взаимодействием.

Сильное ядерное взаимодействие может быть смоделировано подобно электромагнитному взаимодействию в атомах, а энергетические уровни могут быть определены для протонов и нейтронов внутри ядра. Это неверно для протона и его бесчисленных составляющих помимо валентных кварков.

Была разработана теория КХД на решетке, которая нацелена на достаточно точное вычисление масс адронов, т. е. резонансов сильного взаимодействия. Вот обзор.

решетка qcd

так откуда берется масса, все виртуальные кварки/глюоны, которые движутся внутри протона?
Это сумма всех четырех векторов внутри протонного мешка, которая дает инвариантную массу протона. Решетчатая КХД пытается аппроксимировать эту мгновенную картину и имеет довольно хороший успех, если вы читаете ссылку, в установлении резонансных масс. Это похоже на успех модели оболочки, устанавливающей ядерные массы в периодической таблице. для релятивистской математики ищите гиперфизику.phy-astr.gsu.edu /hbase/Relativ/vec4.html
«Сильное ядерное взаимодействие может быть смоделировано аналогично электромагнитному в атомах, и энергетические уровни могут быть определены для протонов и нейтронов внутри ядра. Это не верно для протона и его бесчисленных составляющих в дополнение к валентным кваркам». Вы говорите, что мы не можем их предсказать или что их не существует? Если последнее, то что исключает p- и n-резонансы, перечисленные PDG?
Есть ли какие-либо экспериментальные доказательства того, что виртуальные кварки и глюоны, движущиеся внутри протона, являются теми, кто обеспечивает протон массой, или все это чисто теоретически?
Это следствие теоретической модели КХД, которая была подтверждена экспериментами по рассеянию, глюонными струями и т. Д. Кроме того, скопированный мной график является своего рода подтверждением того, что теория соответствует данным.
@Juanjo По большому счету, это экспериментальный факт — мы измеряем массовую долю и долю вращения, приписываемую морским партонам. (Я даже ненадолго и очень слабо участвовал в одном из этих экспериментов NuSea/E866.) Однако детальное согласование измеренных и теоретических значений все еще остается открытым вопросом.

это дополнение (кварки + связь) может составлять только 30% этой энергии ..., так откуда же берутся остальные 70%?

Кинетическая энергия кварков и глюонов.

Откуда берется масса протона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v