¿Por qué es un pion para luz en comparación con un neutrón o un protón?

Question

Un pión está hecho de un par de arriba o abajo quarks. Un neutrón o protón es tres arriba o abajo quarks. Tan ingenuamente yo esperaría un pion ser aproximadamente 2/3 de la masa de un nucleón.

De hecho, es menos de 1/6 la masa. ¿Por qué es mucho más ligero? ¿Hay alguna razón por qué se contiene mucho menos energía en el campo de gluones de un pion que en el campo de gluones de un nucleón?

Answer 1

Permítanme comenzar diciendo que el "actual" misas de la luz quarks (up/down) son muy pequeñas y alrededor de 1 a 4 MeV. El pions tienen masas de alrededor de 140 MeV y el protón/neutrón tienen masas de alrededor de 1 GeV.

Como empezar a altas energías y pasar a bajas energías, la fuerza nuclear fuerte incremento en la fuerza... hasta alrededor de $\lambda_{QCD} \sim 250 MeV$ cuando la constante de acoplamiento golpes hasta el "infinito" y se obtiene el confinamiento de los quarks grados de libertad y se forma condensado y también recoger una "constituyente" de la masa de ~350 MeV cada uno. Esto significa que todos los efectivos de partículas de materia que observamos debe ser de color neutro, con bariones con una masa ~350x3 MeV. Desde los quarks se condensan, el $U(2)_L \times U(2)_R$ sabor simetría entre la luz quarks se rompe a una "diagonal" vector-como $SU(2)_V$ conocido comúnmente como el isospin.

Nota: Este proceso se conoce como ruptura de la simetría quiral y se produce la no-perturbativa (ya que estamos en un fuertemente acoplados régimen). Así que no, no se entiende todavía completamente.

El pions son (pseudo)bosones de Goldstone de la rota axial $SU(2)_A$ simetría. Desde los quarks tienen ligeramente diferentes masas, la simetría no es exacta (de ahí el "pseudo"). Pero desde su "actual" las masas son tan maldita luz en comparación con el efectivo "constituyente" masas generada por la ruptura de la simetría quiral, el aproximado de simetría es una muy buena aproximación. Esto significa que el pions son un poco sin masa (en comparación con la masa de los bariones, es decir, la "constituyente" las masas"). No tengo una mancha de explicación para obtener el pion masa.

HTH. Los aspectos conceptuales se explican muy bien, en más detalle, en http://physics.stackexchange.com/a/17214/3998.