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¿Por qué el quark up es más ligero que el quark down, mientras que el top es más pesado que el inferior?

Arriba, el encanto y la parte superior parecen ser similares en términos de carga eléctrica (+2 / 3e), mientras que abajo, extraño y la parte inferior también tienen la misma carga (-1 / 3e). En la segunda y tercera familia, el quark cargado positivamente tiene una masa más alta, mientras que en la primera familia, el quark cargado negativamente es más pesado.

¿Hay alguna razón en particular por la que el quark up sea más ligero que el quark down, mientras que en otras dos familias, el encanto es más pesado que extraño y el superior también es más pesado que el inferior?

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Kevin Zhou Puntos 1670

No tenemos absolutamente ninguna idea. Dentro del Modelo Estándar que no hay explicación, simplemente es. Ha habido intentos especulativos para explicar este tipo de estructura, pero mi impresión es que se centran principalmente en la explicación de por qué cada familia es mucho más pesado que el anterior, no en las pequeñas diferencias dentro de cada familia.

Dentro de la primera de la familia, puede proporcionar algunos antrópico "explicación". Desde el quark up es más ligero que el quark abajo, el protón ($uud$) es más claro que el de neutrones ($udd$). Que significa aislado protones son estables, mientras que los aislados de neutrones se pudrirá, a través de $$n \to p + e^- + \bar{\nu}_e.$$ Tenga en cuenta que los neutrones de los átomos no caries debido al efecto estabilizador del resto del núcleo.

Por otro lado, si las masas de $u$ e $d$ fueron intercambiados, a continuación, el protón sería más pesado, y el hidrógeno sería inestable en contra de la reacción $$p + e^- \to n + \nu_e$$ Dado que casi la totalidad de nuestro universo está hecho de hidrógeno, se acababa de quedar con un universo de la mayoría de los neutrones, demasiado suave para mantener la química y por lo tanto la vida.

Si te ha gustado esta explicación, vea el artículo ¿por Qué el Universo es Tan mucho más. Si no, únete al club!

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Kyle Boon Puntos 2452

En el modelo estándar, el quark masas son proporcionales a su acoplamiento con el campo de Higgs; pero las magnitudes de los acoplamientos (llamado acoplamientos de yukawa) son inexplicables.

Una teoría que va más allá del modelo estándar, la explicación de por qué los valores de los acoplamientos de yukawa son lo que son, tiene el potencial para explicar por qué la inclinación de los quarks masas es diferente en la primera generación, en comparación con las otras dos generaciones.

Por ejemplo, en algunos "vacua" de la teoría de cuerdas, la yukawas dependerá de la superficie que quark cadenas tienen que cruzar para interactuar con la partícula de Higgs, de cadena - como el área a ser cruzado aumenta, la yukawa va a ser exponencialmente más pequeños. Las distancias y las áreas a su vez dependen de la configuración de descanso de las dimensiones extra, y de cualquier branes que pueden contener.

Un modelo como el que tiene el potencial de ofrecer una explicación, por ejemplo, en términos de cómo las diversas branes organizar a sí mismos cuando en el resto. Aunque, en la práctica, estos geométrico de los equilibrios no puede actualmente ser calculado en algo como el detalle necesario, y se cuenta un éxito si se puede mostrar que sólo un quark (el quark top) será mucho más pesado que el resto.

Por ahora todo esto es especulación. Incluso si uno cree que la teoría de cuerdas es sin duda la teoría del todo, uno tiene que admitir que abarca enormemente muchas posibilidades, y no sabemos en absoluto cuál de ellos corresponde a nuestro mundo.

Yo, a lo largo de los años, he visto uno o dos teorías de la misa, en la que la inclinación de la primera generación había una clara y concreta explicación. Voy enlace aquí si puedo encontrarlos de nuevo.

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