Über die Masse der Teilchen

Beim Studium des Higgs-Mechanismus in der EW-Theorie und QCD habe ich ein paar Fragen, die ich klären möchte:

1) Der Quark-Massenterm im QCD-Lagrange sollte aus dem Higgs-Mechanismus im EW-Sektor von SM stammen. Ich meine, dass Sie keinen Beitrag zur Masse haben, der von Higgs und anderen von einem Dirac-Term kommt, der nur zufriedenstellend ist S U ( 3 ) C Symmetrie, aber nicht S U ( 2 ) L . Ist das richtig?

2) Stellen wir uns eine Welt mit einem Higgs vor, deren Vakuum-Erwartungswert Null ist. Dann bricht der Higgs-Mechanismus nicht S U ( 2 ) L Symmetrie und damit Leptonen und Quarks masselos bleiben. In dieser Welt könnten wir mit masselosen Quarks Hadronen haben, aber ihre Massen würden aus den gluonischen QCD-Wechselwirkungen untereinander und den gluonischen und EW-Wechselwirkungen der virtuellen Seequarks stammen, die natürlich per se masselos sind. Wir würden den Beitrag der durch den Higgs-Mechanismus (der ebenfalls masselos ist) gegebenen Masse verlieren, aber nicht den, der sich aus elektromagnetischen Wechselwirkungen zwischen Valenz und virtuellen Quarks ergibt.

Aber wenn Quarks und Leptonen aufgrund der Speziellen Relativitätstheorie masselos sind, bewegen sie sich mit Lichtgeschwindigkeit, also ist das ein Problem für die Begrenzung, um Hadronen zu erzeugen? Darüber hinaus würde die masselose Eigenschaft von Quarks es Protonen ermöglichen, in Neutronen zu zerfallen, sodass diese Welt leblos wäre.

Trotz alledem gibt es keine Möglichkeit, eine Masse für Eichbosonen oder geladene Leptonen zu erhalten, da wir die SM-Symmetrie unverändert beibehalten, oder ignoriere ich einen ausgefallenen Weg?

Vielleicht, da Quarks jetzt in dieser Welt energetisch äquivalent sind, ist die CKM-Matrix eine Matrix von Einsen bis zu einer komplexen Phase, um die CP-Verletzung aufrechtzuerhalten.

Was könnte sich Ihrer Meinung nach noch von unserer realen Welt unterscheiden?

Frank Wilczek diskutiert in einem oder zwei seiner Core- Artikel die Hadronenmasse, wobei er den Higgs-Mechanismus ignoriert , aber ich erinnere mich nicht, wie er mit dem Problem der masselosen Teilchen umgeht, die sich bewegen C .
Die Quarkmassen (zusammen mit anderen Fermionmassen) stammen nicht direkt aus dem Higgs-Mechanismus; sie stammen von einer technisch getrennten Yukawa-Kopplung an das Higgs-Boson. Der Higgs-Mechanismus erzeugt nur direkt die Masse der elektroschwachen Bosonen und das Higgs-Boson selbst. Ich bin mir auch nicht sicher, ob man sagen kann, dass der Massenunterschied der Quarks für die Stabilität des Protons gegenüber dem Neutron verantwortlich ist. Die Masse der Valenzquarks trägt nur einen winzigen Bruchteil zur Hadronenmasse bei; die überwiegende Mehrheit ist Bindungsenergie, die von nicht störenden QCD-Effekten stammt.
@probably_someone Meine Argumentation ist folgende: QCD-Effekte sind geschmacksunabhängig, daher ist der von QCD kommende Teil bei Proton und Neutron gleich. Daher kommt der Massenunterschied zwischen ihnen von der richtigen Masse der Quarks und elektromagnetischen Effekten. Glaubst du nicht, dass das richtig ist?
Aber natürlich erzeugt der Higgs-Mechanismus die Masse von Quarks und Leptonen, diese Kopplungen, auf die Sie sich beziehen, gehören zu Higgs-Bosonen und diesen Teilchen. Da der VEV von Higgs ungleich Null ist, haben Sie Masse für Quarks und Leptonen. Andernfalls verstößt die Einbeziehung dieser Massen S U ( 2 ) L

Antworten (2)

Es gibt ein Missverständnis, dass das Higgs-Feld die einzige Quelle ist, die Elementarteilchen wie Quarks und Leptonen Masse verleiht.

Aber in Wirklichkeit erhalten Quarks auch ohne das Higgs-Feld Masse durch starke QCD-Wechselwirkungen! Mit anderen Worten, wenn man das Higgs-Feld auf magische Weise ausschalten könnte, wären Leptonen tatsächlich masselos, aber Quarks hätten immer noch Massen.

Genauer gesagt können starke QCD-Wechselwirkungen Massen für Quarks über Quark-Antiquark-Kondensation erzeugen, die die chirale Symmetrie bricht,

⟨ Q ¯ Q ⟩ ∼ ∫ 1 P − M = ∫ M P 2 − M 2 ,
Wo ⟨ Q ¯ Q ⟩ ≠ 0 ist die Quark-Antiquark-Kondensation, und M ≠ 0 ist die dynamisch erzeugte Quarkmasse.

Mesonen sind die resultierenden Nambu-Goldstone-Bosonen aus dieser dynamischen chiralen Symmetriebrechung. Wenn Higgs-VEV ungleich Null vorhanden ist, ist die chirale Symmetrie natürlich NICHT exakt, was die Mesonen zu Pseudo-Nambu-Goldstone-Bosonen macht.

Eine Randnotiz: Der obige dynamische Symmetriebrechungsmechanismus hat Ähnlichkeit mit der BCS-Supraleitungstheorie, in der die Quark-Antiquark-Kondensationskondensation durch das Cooper-Paar von Wahlen ersetzt wird.

Irgendetwas an diesem Kondensat verstehe ich nicht. Es heißt, wenn ⟨ Q ¯ Q ⟩ ≠ 0 dann haben Sie Massenerzeugung. Wie ist das? Und noch etwas: Diese Mesonen, die Pseudo-Goldstone-Bosonen sind, haben aufgrund der Symmetrie, die sich aus der Betrachtung von Quarks als masselos ergibt, tatsächlich eine Masse, die aufgrund ihrer Masse nicht exakt ist. Aber wenn wir uns in einem Universum befinden, in dem Quarks tatsächlich masselos sind, nicht als ungefähre Tatsache, sondern als exakte Tatsache, wären Mesonen masselos, weil sie echte Goldstone-Bosonen sind.
@Vicky, bitte sehen Sie sich die Updates an.
Aber was ich vorschlage, ist ein Universum, in dem wir ein tatsächliches Higgs haben, dessen VEV genau gleich Null ist . Wenn Sie dann die chirale Symmetrie brechen, produzieren Sie Mesonen als echte Goldstone-Bosonen, also sind sie masselos. Dann können Sie nicht einmal Masse durch Brechen der chiralen Symmetrie erzeugen, da die chirale Symmetrie in dem von mir vorgeschlagenen Universum nicht annähernd ist
@Vicky, du bist anscheinend verwirrt. Die Nullmasse gilt für das Meson als Goldstone-Boson, während das dynamische Brechen der chiralen Symmetrie eine NON-NULL-Masse für Fermionen wie Quarks in Ihrem hypothetischen No-Higgs-Universum erzeugt.
Ok, ich werde einen weiteren Beitrag schreiben, der sich auf dieses Problem konzentriert, weil ich nicht einmal weiß, was Sie mit "dynamischer" chiraler Symmetriebrechung meinen. Und danke

Diese Fragen wurden im Urknallmodell für die Zeit vor dem Symmetriebruch und dem Higgs-Feld mit Nullvev behandelt.

bbtime

Beachten Sie, dass der Quark-Einschluss in Hadronen nach dem schwachen Symmetriebruch erfolgt. Alles ist anders als in unserer heutigen Welt, vor der symmetriebrechenden Zeit, von 10 − 12 Sekunden vor dem Urknall .

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