Разве бозон Хиггса не отвечает за наибольшую массу?

Механизм Хиггса — не универсальная массовая деталь, а предельная. Другие механизмы могли бы дать вам большое количество массы — и они действительно это делают, — но все еще есть часть, которую они не могут объяснить. И именно поэтому необходим механизм Хиггса.

Цифры для вас:

Для атома водорода:
Полная масса - около 1 ГэВ
Электромагнитное поле - несколько эВ (миллиардных долей)
Поле ядерных сил - нет
Массы электрона и кварков - по механизму Хиггса - около 20 МэВ
Остальное за счет глюонов (и виртуальных кварков) напряжение и движение.

Для других атомов:
Полная масса - около 1 ГэВ на нуклон (протон или нейтрон)
Электромагнитное поле - до кэВ на протон (не поле внутри самого ядра)
Поле ядерных сил - до нескольких МэВ на нуклон
Электромагнитное поле внутри ядра - до такой же, как у части ядерного силового поля
Массы электронов и кварков - по механизму Хиггса - около 20 МэВ на нуклон
Остальное обусловлено ... см. выше.

Ответ экспериментатора:

1) Экспериментальная физика с помощью очень многих экспериментов установила, что в основе природы лежит квантовая механика , и это включает в себя специальную теорию относительности, когда энергии соответствуют. Она зависит от очень небольшого числа элементарных частиц , из которых состоит вся материя, которую мы наблюдали и с которой экспериментировали в наших лабораториях.

2) Определение массы, о котором вы беспокоитесь, является повседневным определением, хорошо описанным классической механикой , как сопротивление приложенной силе.

Инерционная масса измеряет сопротивление объекта изменению скорости m=F/a. (ускорение объекта).

В режиме релятивистской физики элементарная частица, как видно из этой таблицы, имеет массу покоя:
$\hspace{50px}$.

Элементарные частицы, включенные в Стандартную модель

Их масса указана в таблице, за исключением двух верхних в колонке красного цвета, которые являются безмассовыми частицами. Эти частицы в различных связанных состояниях составляют протоны (кварки и глюоны) и нейтроны, связанные протоны и нейтроны составляют ядра атомов и собирают вокруг себя электроны, а атомы составляют твердые тела.

Если вы посмотрите на массы, они никогда не смогут суммироваться с массой протона.$\left(1\frac{\mathrm{GeV}}{c^2}\right).$

Происходит то, что складываются не скалярные массы, а четыре вектора, трехмерные импульсы, которые мы знаем, плюс энергия как четвертый компонент в специальной метрике специальной теории относительности. Масса в этих рамках является соответствующей «длиной» трех измерений и называется «инвариантной массой» : для элементарных частиц эта «длина» идентична массе стола. Когда две элементарные частицы образуют другую частицу или выходят из частицы, масса составной частицы является функцией четырехмерного векторного сложения отдельных элементарных частиц, составляющих ее.

Например, существует частица под названием пион.$\left(\pi^0\right)$, массы$135 \frac{\mathrm{MeV}}{c^2}.$Он распадается на два безмассовых фотона. Двухфотонная система имеет инвариантную массу${\pi}^0$даже если каждый фотон имеет нулевую массу.

Затем выстраивается иерархия, элементарные частицы (кварки, глюоны) объединяются, чтобы составить протоны и нейтроны, протоны и нейтроны, объединяясь, составляют ядра, электроны плюс ядра составляют атомы. Составная инвариантная масса на одном уровне становится массой покоя основные частицы следующего уровня. Каждый уровень имеет меньшую кинетическую энергию в комбинации, чем предыдущий уровень, поэтому массы начинают напоминать массы классической механики. Когда мы достигаем твердых и жидких тел с размерами больше нанометров, релятивистскими эффектами можно пренебречь.

Какое место в этой саге занимает поле Хиггса? Он влияет только на инвариантные массы элементарных частиц в таблице, их массы покоя. Основная часть масс, которые мы измеряем макроскопически, является нарастанием, уровень за уровнем, на этих элементарных частицах и их энергиях связи. Высокие энергии, связывающие нижележащие слои, макроскопически становятся массами классической механики.

Хорошо бы подумать о кривой энергии связи и ядерных реакциях, где мы видим противоположный процесс: классическая масса превращается в энергию, разрушая уровень сложности.

Физик, занимающийся элементарными частицами, сказал мне, что поля Хиггса объясняют лишь небольшую часть массы, в то время как большая часть массы связана с энергией, связывающей протоны в ядре (что описывается с помощью КХД).

Так что я думаю, что то, что говорится в видео, верно.

В том, что он говорит, есть явная ошибка: масса не возникает в результате взаимодействия с частицами бозона Хиггса в самой себе. По существу, для массы, обусловленной механизмом Хиггса, лагранжиан содержит изначально безмассовые частицы. Это связано с требованием калибровочной симметрии. Массовые члены не являются калибровочно-инвариантными.

Механизм Хиггса — это динамический механизм, в котором изначально безмассовые поля приобретают массу. (Скалярное) поле, связанное с бозоном Хиггса, приобретает ненулевое вакуумное значение, как мы говорим, за счет спонтанного нарушения симметрии. Часть, нарушающая симметрию, возникает из-за того факта, что если вакуумное состояние бозона Хиггса не содержит той же симметрии, что и исходный ненарушенный лагранжиан, то калибровочные бозоны приобретут массу. Ненулевой вакуум Хиггса даст члены, соответствующие массе.

Но частицы бозона Хиггса, поскольку мы можем их производить на БАК, представляют собой малые возбуждения поля бозона Хиггса. Эти небольшие возмущения делаются вокруг вакуумного состояния поля, а также могут взаимодействовать с частицами теории, но не ответственны за массу.