Почему одни частицы имеют большую массу, чем другие?

Свойство массы, которым обладает почти каждая частица, исходит из поля Хиггса. Именно с этим полем, пронизывающим все пространство, взаимодействуют частицы и, следовательно, получают массу.

Но почему некоторые частицы имеют большую массу, если все они взаимодействуют с одним и тем же полем Хиггса? Можно было бы предположить, что все они имеют одинаковую массу, но должно быть какое-то свойство конкретной частицы, которое заставляет ее по-разному взаимодействовать с полем, тем самым придавая ей массу.

Если вам нравится этот вопрос, вы также можете прочитать этот и этот пост Phys.SE.
Масса протона не создается полем Хиггса. И все массы адронов.
@AsphirDom Но составляющие их кварковые частицы действительно имеют массу, создаваемую полем Хиггса. Масса электрона отличается от массы ап-кварка, поэтому я спрашиваю, почему это так.
Да, я хорошо понял ваш вопрос. Просто хотел сообщить вам, что это сложнее, чем простая картинка Хиггса.

Ответы (1)

Полный ответ неизвестен, т.е. никто не может вам сказать, почему электрон всего в 0,00484... раза тяжелее мюона. На самом деле все взаимодействия массивных частиц (лептонов) с бозоном Хиггса имеют одинаковую форму (так называемое «взаимодействие Юкавы»), но для каждой частицы существует своя константа пропорциональности («константа связи Юкавы»). Для полноты вы можете найти математическое описание здесь . (Для кварков это, по сути, «матрица CKM».)

Таким образом, проблема разных масс эквивалентна вопросу, почему некоторые частицы сильнее или слабее взаимодействуют с бозоном Хиггса, хотя это вам мало поможет.

Таким образом, основной вывод таков: не существует общепринятой физической теории, предсказывающей массы частиц в Стандартной модели. Если вы найдете такую ​​теорию (или частичную теорию), вы можете быть уверены, что получите Нобелевскую премию, так что удачи;)

Поскольку свойство заряда частиц можно частично объяснить с помощью калибровочных теорий, не думаете ли вы, что свойство силы взаимодействия Хиггса-поля также можно описать с помощью калибровочных теорий?
Я не думаю, что здесь есть прямая связь — заряды отражают точную математическую структуру (это рациональные числа, как мы понимаем), тогда как массы кажутся немного случайными. Некоторые физики работают над теориями, в которых бозон Хиггса является не фундаментальным скаляром, а «остатком» калибровочной теории, существующей при паре ТэВ или около того. Это как в КХД: обычно мы видим протоны и другие адроны (большой беспорядок), но на БАК мы можем видеть кварки и глюоны (хорошая калибровочная теория). Эта идея называется «составной бозон Хиггса» и является альтернативой SUSY.