Warum haben einige Teilchen eine größere Masse als andere?

Die Masseeigenschaft, die fast jedes Teilchen besitzt, stammt aus dem Higgs-Feld. Es ist dieses Feld, das den gesamten Raum durchdringt, mit dem Teilchen interagieren und daher Masse erhalten.

Aber warum haben einige Teilchen eine höhere Masse, wenn sie alle mit demselben Higgs-Feld interagieren? Man würde vermuten, dass sie alle die gleiche Masse haben, aber es muss eine Eigenschaft eines bestimmten Teilchens geben, die es auf unterschiedliche Weise mit dem Feld interagieren lässt und ihm dadurch Masse verleiht.

Die Protonenmasse wird nicht durch das Higgs-Feld erzeugt. Und alle Hadronenmassen.
@AsphirDom Aber ihre Quark-Partikel, aus denen sie bestehen, haben eine Masse, die durch das Higgs-Feld erzeugt wird. Ein Elektron hat eine andere Masse als ein Up-Quark, also frage ich mich, warum das so ist.
Ja, ich habe deine Frage gut verstanden. Ich wollte Ihnen nur mitteilen, dass es komplexer ist als ein einfaches Higgs-Bild.

Antworten (1)

Die vollständige Antwort ist unbekannt, dh niemand kann Ihnen sagen, warum das Elektron nur 0,00484 ... mal so schwer ist wie das Myon. Tatsächlich haben alle Wechselwirkungen von massiven Teilchen (Leptonen) mit dem Higgs dieselbe Form (als „Yukawa-Wechselwirkung“ bezeichnet), aber für jedes Teilchen gibt es eine andere Proportionalitätskonstante („Yukawa-Kopplungskonstante“). Der Vollständigkeit halber finden Sie hier die mathematische Beschreibung . (Für die Quarks ist dies im Wesentlichen die „CKM-Matrix“.)

Das Problem der unterschiedlichen Massen ist also gleichbedeutend mit der Frage, warum einige Teilchen stärker oder schwächer mit dem Higgs interagieren, obwohl Ihnen das nicht viel hilft.

Die Take-Home-Message lautet also: Es gibt keine akzeptierte Theorie der Physik, die die Massen von Teilchen im Standardmodell vorhersagt. Wenn Sie eine solche Theorie (oder eine Teiltheorie) finden, können Sie sicher sein, einen Nobelpreis zu gewinnen, also viel Glück ;)

Da die Eigenschaft der Ladung auf Teilchen teilweise durch Eichtheorien erklärt werden kann, glauben Sie, dass vielleicht auch die Eigenschaft der Higgs-Feld-Wechselwirkungsstärke durch Eichtheorien beschrieben werden könnte?
Ich glaube nicht, dass es einen direkten Zusammenhang gibt - die Ladungen spiegeln eine präzise mathematische Struktur wider (sie sind rationale Zahlen, die wir verstehen), während die Massen etwas zufällig erscheinen. Einige Physiker arbeiten an Theorien, bei denen Higgs kein fundamentaler Skalar ist, sondern der "Überrest" einer Eichtheorie, die bei einigen TeV oder so existiert. Es ist wie QCD: Normalerweise sehen wir Protonen und andere Hadronen (ein großes Durcheinander), aber am LHC können wir die Quarks und Gluonen sehen (schöne Eichtheorie). Diese Idee nennt sich „Composite Higgs“ und ist eine Alternative zu SUSY.
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