Почему глюболы имеют массу, если отдельные глюоны не имеют массы?

Из Википедии

Квантовая хромодинамика предсказывает, что глюболы будут массивными, несмотря на тот факт, что сами глюоны имеют нулевую массу покоя в Стандартной модели. Были рассмотрены глюболы со всеми четырьмя возможными комбинациями квантовых чисел P (четность) и C (c-четность) для каждого возможного полного углового момента, что дает по крайней мере пятнадцать возможных состояний глюбола, включая возбужденные состояния глюбола, которые имеют одни и те же квантовые числа, но имеют разные массы с самыми легкими состояниями, имеющими массы всего 1,4 ГэВ/c2 (для глюбола с квантовыми числами J=0, P=+, C=+), и самыми тяжелыми состояниями, имеющими массы почти 5 ГэВ/c2 (для глюбол с квантовыми числами J=0, P=+, C=-).

Вместо того, чтобы просматривать список возможных механизмов, о которых, к сожалению, я почти ничего не знаю, например, можно ли отнести массу к виртуальным кваркам или энергию связи между глюонами, я бы предпочел оставить вопрос в заголовке, чтобы выяснить, как насколько я могу.

Кроме того, хотя СМ прочно утвердилась, не укрепит ли ее открытие Glueballs?

Приношу свои извинения за то, что не знаю больше о внутренней части адроноподобных частиц или о том, что ответ легко доступен (или, что еще хуже, ослепляюще очевиден).

Ответы (3)

Если бы у вас был газ фотонов в идеальном резонаторе, и эти фотоны обладали бы энергией Е   "="   час ν , то для Н фотонов полость будет иметь массу м   "="   Н час ν / с 2 фотонов. Глюболы такие же похожие. Глюон несет два цветовых заряда (действительно цветной плюс антицвет), и они могут взаимодействовать друг с другом. Это формирует самосвязанную систему, которая ограничивает безмассовые калибровочные бозоны.

В глюболе глюоны не являются виртуальными частицами. Они генерируются за счет ввода энергии почти так же, как генерируются фотоны. Однако, поскольку они соединяются друг с другом, они обладают этим свойством самосвязывания и удерживают свою массу-энергию в локализованной области пространства. Это дает глюболу чистую массу. Ситуация с адроном более тонкая. Кварки связаны глюонами, а глюоны также связаны друг с другом. Хотя глюоны виртуальны, они определяют вакуумный пузырь, который имеет гораздо более высокую энергию, чем область вне пузыря. С точки зрения стороннего наблюдателя, этот адрон имеет чистую массу, значительно превышающую массу кварков.

Это составляет часть проблемы массового разрыва. Неабелевы калибровочные поля, взаимодействующие друг с другом, могут образовывать самосвязанные структуры, обладающие чистой массой. В КХД это проблема ренормализационной группы в пределе низкой энергии и сильной связи. Это трудно понять, и в основном я считаю, что прогресс в этой области был связан с КХД с решеточной калибровкой, выполненной численно. Проблема массового зазора - нерешенная проблема в Claymath.

Потому что в теории относительности масса набора частиц не обязательно является суммой масс.

Даже два фотона (рассматриваемых как единое целое) могут иметь массу. Рассмотрим полный 4-вектор системы с компонентными 4-векторами ( Е , г ^ Е / с ) и ( Е , г ^ Е / с ) . Он имеет массу ( м с 2 ) 2 "=" ( 2 Е ) 2 .

Может быть, есть еще причина, что глюоны, будучи также (сильно) заряженными, обладают потенциальной энергией в поле других глюонов?
@peterh Да. И ограничение означает, что система останется компактной, что, конечно, не относится к моим двум фотонам, если вы не поместите их в зеркальный ящик.
Существование pi0, распадающегося на два безмассовых фотона, является хорошим примером этого.

Потому что у глюболов есть энергия, и Е "=" м с 2 говорит, что энергия эквивалентна массе. (Или, по-другому, если вы «уменьшите масштаб» достаточно далеко, чтобы не видеть составляющие глюоны, образующие глюбол, то вы просто смешаете всю их энергию в эффективную массу глюбола.) Энергию можно представить себе. просто как кинетическая энергия отдельных глюонов, которые вращаются вокруг друг друга с высокой релятивистской скоростью. (Строго говоря, это на самом деле меньше, чем сумма кинетических энергий отдельных глюонов, потому что вам нужно вычесть энергию связи сильного взаимодействия, которая удерживает глюбол вместе.)