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Masa del protón y mecanismo de Higgs

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  • Avanzado Masa del protón y mecanismo de Higgs

    Hola. Hay una idea, transmitida por canales divulgativos, en la cual la masa se debe al mecanismo de Higgs de ruptura espontanea de la simetría. A partir de ahí, no es extraño que surjan preguntas en el sentido de que si, de alguna forma, se recupera la simetría, o el campo de Higgs desaparece, también desaparece toda la naturaleza, todo el universo.

    Esa idea no es correcta. El mecanismo de Higgs explica, estrictamente, por qué los bosones , portadores de la interacción debil, tienen masa, mientras que el fotón, portador de la interacción electromagnética, y los gluones, portadores de la interacciónd e color, no lo hacen.

    Además, el mecanismo de Higgs describe el hecho de que fermiones tales como electrones y neutrinos tienen diferente masa. Igualmente, describe el hecho de que fermiones quarks u y quarks d tengan diferente masa.

    Una vez que uno introduce el mecanismo de Higgs, parece natural explicar que toda la masa de cada particula elemental (quarks y leptones) se debe al acoplamiento con el campo escalar, cuyas excitaciones dan logar al bosón de higgs. Esto se ha comprobado experimentalmente con los experimentos recientes del LHC, en los que se ve que el Higgs se acopla a las partículas de forma proporcional a su masa.

    Sin embargo, la mayor parte de la masa que aparece en el unverso es debida a protones y neutrones, que no son partículas elementales. Y aunque protones y neutrones están hechos de quarks (y gluones, que los mantienen juntos), los protones y neutrones mantendrían su masa aunque los quarks tuvieran masa cero.

    Este hecho sorprendente se explica en https://physics.aps.org/articles/v11/118, y más en detalle en https://journals.aps.org/prl/pdf/10....ett.121.212001
    donde unos investigadores americanos y chinos han separado los diferentes componentes de la masa del protón. Hay una pequeña parte, el "condensado", que se debe a la masa de los quarks, que es la única que se anularía si los quarks no tuvieran masa, y contribuye solo un 9% de la masa del protón. El restante 91% se debe a las energías cinéticas de quarks y gluones, así como a contribuciones de los campos gluónicos.

    Podemos decir que la mayor parte de la masa de nuestro universo se debe a la interacción fuerte entre quarks y gluones, y esta no se anularía aunque quarks y leptones no tuvieran masa.

    Un saludo

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