Кварки имеют электрические заряды, пропорциональные одной трети элементарного электрического заряда, но и мезоны, и барионы имеют целочисленный электрический заряд.
Есть ли какое-то глубокое объяснение более фундаментального и обобщаемого закона сохранения, согласно которому любое состояние, образующее синглет должен иметь целочисленный электрический заряд? Существуют ли какие-либо распространенные нестандартные модели (BSM), в которых это не выполняется?
Я могу показать это для систем, содержащих только кварки и глюоны, поскольку кварки несут -1 квант электрического заряда (1/3 элементарного заряда) по модулю 3, антикварки несут 1 квант электрического заряда по модулю 3, а глюоны несут 0 квантов электрического заряда по модулю 3 ( то же, что пара кварк + антикварк), из чего следует, что для любого представление из них мы должны иметь, что электрический заряд по модулю 3 равен mod 3. Таким образом, целое барионное число подразумевает целочисленный электрический заряд (в терминах элементарных зарядов). Тот же вывод работает и для слабого гиперзаряда U(1).
Но этот вывод просто использует явный список фундаментальных частиц в стандартной модели с таблицами их электрических и цветовых зарядов и не обязательно помещает его в какой-либо более широкий контекст. Это просто совпадение в стандартной модели? Или это тоже свойство некоторых ТВО? Похоже на действительно сумасшедшее совпадение, что сектора SU(3) и U(1)xSU(2) связаны друг с другом таким образом.
Это может помочь заметить, что нормализация плата произвольная. Единственная значимая информация, которую можно иметь, — это отношение зарядов частиц в модели (2:(-1) для кварков). Их всегда можно определить как целые числа.
Если вы хотите знать, почему заряд цветных синглетов представляет собой целое число, умноженное на заряд электрона (который, по-видимому, не имеет отношения к цветовому сектору), то ваш вопрос больше касается объяснения соотношения зарядов между кварками и лептонами. В этом случае вам могут пригодиться эти два других вопроса (первый упоминается в комментариях):
Какова самая глубокая причина, по которой связанные состояния КХД имеют целочисленный заряд?
Qмеханик