Masse der Mesonen in einem Universum mit masselosen Quarks

Wie ich in diesem Beitrag über die Masse der Teilchen vorschlage , stellen Sie sich ein Universum mit masselosen Quarks vor, da der VEV von Higgs genau Null ist.

In unserem Universum, wo Quarks massiv sind, haben wir angenommen, dass Mesonen das Ergebnis der spontanen chiralen Symmetriebrechung (SCSB, abgekürzt) sind. Da die chirale Symmetrie in unserer Welt eine ungefähre Symmetrie ist, sind die Goldstone-Bosonen, dh die Mesonen, nicht masselos.

Aber jetzt, in dem Universum, das ich vorschlage (mit Higgs' VEV gleich Null), ist die chirale Symmetrie exakt. Ein SCSB würde echte Goldstone-Bosonen erzeugen, die wirklich masselos sind, da die chirale Symmetrie nicht annähernd ist. Trotzdem haben Mesonen, die aus Quark-Antiquark-Paaren bestehen, die aufgrund von QCD-Wechselwirkungen binden könnten, Quarks immer noch eine Farbladung, und diese sind der relevanteste Teil der Masse eines Hadrons.

Außerdem wissen wir, dass es Mesonen wie z η ' die nicht aus dem SCSB stammen und Masse haben, also was würde mit diesen 'speziellen' in meinem vorgeschlagenen Universum passieren?

Daher habe ich 2 Ideen, um dieses Universum zu verstehen, aber gebe 2 verschiedene Lösungen, also sind Mesonen masselos oder massiv in einem Universum mit Higgs 'VEV = 0 ? In einem der Kommentare von @MadMax in dem von mir verlinkten Beitrag schlägt er vor, dass das Brechen der dynamischen chiralen Symmetrie Masse zu Fermionen induzieren würde, aber ich weiß nicht einmal, was "dynamisches" Symmetriebrechen ist.

Woher wissen Sie, dass Farbbeschränkungen in diesem Universum immer noch eine Sache sind?
@probably_someone Weil ich gerade Higgs 'VEV auf Null gesetzt habe und das nichts mit Farbeigenschaften zu tun hat

Antworten (1)

Es tut mir leid, aber ich werde mich in anderen Fragen nicht auf erweiterte Schwänze einlassen. Lassen Sie mich den Konsens für diese chirale Grenze (exakte chirale Symmetrie) zusammenfassen (verwendet in der Gitter-Eichtheorie, am besten geeignet für nicht-perturbative QCD-Schätzungen) .

Ohne den Higgs-Mechanismus sind in Ihrer hypothetischen Welt die aktuellen Quarkmassen null. Confinement und dynamisches Brechen der chiralen Symmetrie sollen immer noch auftreten: Sie sind Eigenschaften von Gluonen, die stark aneinander koppeln. Der Konsens/die Vermutung ist, dass der Begrenzungsradius und der χSB-Ordnungsparameter Q ¯ Q Λ Q C D immer noch mit unserer eigenen Welt vergleichbar sind.

Konstituierende Quarks haben also immer noch etwa ein Drittel GeV, Baryonen immer noch etwa ein GeV und nicht-pseudoskalare Mesonen wie das ρ immer noch etwa ein halbes GeV. Machen wir uns um die genauen Werte keine Sorgen, da es eine subtile Debatte über den Beitrag der aktuellen Quarkmassen zum gegenwärtigen physikalischen Bild gibt.

Wie ich oben angedeutet habe, werden Gitterschätzungen routinemäßig als die praktisch verschwindende Stromquark-Massengrenze genommen: Die Skala der QCD ist so viel größer als die Massen von Lichtstromquarks, dass die Dashen-Formel für Pseudogoldston-Massen zum Quadrat gilt, M π 2 M Q Λ Q C D / F π 2 , soll hervorragend halten. In Ihrer fiktiven Welt sind pseudoskalare Mesonen also masselos, quasi Goldstones, mit der möglichen Ausnahme von η', das einen QCD-Beitrag zur topologischen Suszeptibilität erhält 1 . Eine fiktive Welt mit masselosen Skalaren, einschließlich geladener solcher, wäre in der Tat ein sehr seltsamer Ort, und ihre formale Konsistenz könnte angesichts der formalen Werkzeuge, die wir bisher entwickelt haben, nicht leicht zu beurteilen sein.


1 Ich bin diesbezüglich etwas unsicher, aber anscheinend wäre die Masse immer noch nicht trivial, vgl. DeGrand & Heller (MILC Collab) PhysRev D65 (2002) 114501 . Es gibt viele Kopfzerbrechen über den "idealen" Wert der Zerfallskonstante der Pseudoskalare in Abwesenheit aktueller Quarkmassen.

Sie geben an, dass "konstituierende Quarks immer noch etwa ein Drittel eines GeV sind". Das habe ich hier nicht gelesen: sciencenews.org/article/proton-mass-quarks-calculation . Können Sie das näher erläutern?
Nein, nicht wirklich ... Science News führt aggressiv in die Irre, indem es den Begriff "konstituierende Quarks" für aktuelle Quarks missbraucht und das Verwirrbare zum Opfer macht. Wenn Sie das eigentliche Papier lesen, sehen Sie, dass die Autoren über aktuelle Quarks sprechen, die hier als masselos angesehen werden. Konstituierende Quarks sind eine besondere Einheit, die jeweils 1/3 der Masse des Baryons tragen und in der ungeraden Schale zwischen der χSB-Schale und der Begrenzungswand leben. Ihre einzigen Partner sind Pionen, obwohl es einige Zählrelikte von Farben gibt - aber keine Gluonen ! Es ist das Modell, das magnetische Momente zuverlässig vorhersagt.
Verwandte . Das in Science News verstümmelte Papier überwacht den kleinen Beitrag des aktuellen Quark-Massenterms zur Protonenenergie. Es sind die anderen Terme , der Großteil des Beitrags, der sich an der chiralen Grenze in die konstituierenden Massen verwandeln würde, wenn nur die Gitterarbeit dorthin gelangen könnte.
@CosmasZachos Ich habe nicht nur in Ihrer Antwort gelesen (natürlich danke dafür), sondern auch in anderen Beiträgen den Begriff "dynamisches Brechen der chiralen Symmetrie". Gibt es einen Unterschied zwischen χ SB und 'dynamisch'- χ SB?
Erklärung für dynamical-SB gefunden, welchen Link ich hier lasse, falls jemand anderes ihn braucht: physical.stackexchange.com/questions/432246/…
Kein Unterschied! Dynamisch zeigt SSB ohne den Vorteil von Skalaren an, aber natürlich kann das gleiche Phänomen durch Skalare im σ-Modell modelliert werden, wenn man nur an Gruppentheorie statt an Gluonendynamik interessiert ist.....