¿Hay una teoría donde haya partículas (recursivamente) infinitamente más pequeñas?

Question

Por lo que he leído de que los electrones son sólo puntos, sin masa, y por otra parte, los protones parece que tiene algo de "tamaño", pero que realmente 3 "punto" como los quarks. Habíamos pensado en un principio los átomos son más pequeños posibles de las partículas. Entonces pensamos lo mismo acerca de los protones, electrones y neutrones, creo, hasta que nos encontramos los quarks.

Hay una teoría popular que asume este patrón continúa infinitamente, con los quarks que se hace de algunas cosas más pequeñas, y así sucesivamente? O de otra manera, hay una teoría popular que específicamente se predice que este no es el caso?

Answer 1

No existe tal teoría popular ahora, pero entiendo un poco de idea similar fue pateado todo en los años 70, antes de que el Modelo Estándar se ha trabajado. Esto se asoció con el "Bootstrap " modelo" de Geoffrey Chew. Soy demasiado joven y en el mal subcampo de darle una explicación detallada de cómo funciona esto, pero he aquí un rápido Wikipedia cita:

Geoffrey Chew, y otros se fueron tan lejos como para cuestionar la distinción entre compuestos y partículas elementales, abogando por un "nuclear de la democracia", en la que la idea de que algunas de las partículas más elementales que los demás se descartan. En su lugar, se trató de derivar tanta información como sea posible acerca de la fuerte interacción de hipótesis plausibles acerca de la S-matrix, que describe lo que sucede cuando las partículas de cualquier tipo de colisión, un planteamiento defendido por Werner Heisenberg dos décadas anteriores.

(de Bootstrap modelo)

Sin embargo, esta idea cayó en desgracia después de QCD se ha trabajado. Aparte de cuestiones prácticas, creo que la relativamente simple simetrías y pocos ingredientes visto en el modelo Estándar parecía estar en desacuerdo con este tipo de idea. A menos que aquellos de menor nivel de partículas de alguna manera sólo se combinan para crear menos compuesto, algo que no se ve en cualquier otro nivel de la realidad, sólo estamos corriendo fuera de la habitación para la simplificación.

Answer 2

Se ha sugerido que los quarks y los leptones pueden a su vez se compone de otras partículas llamadas preons. La idea fue motivado por un deseo de explicar algunos de los aparentemente parámetros libres del Modelo Estándar en términos más simples, sin embargo, gradualmente se ha desvanecido de popularidad, básicamente, porque no parece funcionar.

Uno de los problemas es que cuando se unen las partículas en una región del espacio de tamaño $\Delta x$ el principio de incertidumbre de Heisenberg nos dice que hay una incertidumbre en el impulso de las partículas dada por:

$$ \Delta x \Delta p \ge \frac{\hbar}{2} $$

Dado que sabemos de la LHC que los tamaños de los electrones y los quarks tiene que ser menos de alrededor de $10^{-20}$m la incertidumbre en el impulso es tan grande que es difícil ver cómo un estado asociado podría ser formado.

Answer 3

Cuando los físicos hablan de "partículas", que significa que el tamaño de un (extended) el objeto no importa el nivel de la descripción que han elegido. En ese caso podemos simplificar la dinámica del objeto con el movimiento de su centro de masa.

Podemos, por ejemplo, el tratamiento de los planetas como "partículas", en el cálculo de sus órbitas alrededor del sol, pero no nos trata a la Tierra y la Luna, como las partículas cuando estamos hablando de las mareas y la marea de la cerradura de la Luna a la Tierra.

Es por ello importante tener en cuenta que la vocación y el tratamiento de un objeto físico, no importa cuál sea su tamaño real es, como una partícula es una opción en el nivel de una aproximación de la descripción, no es una propiedad fundamental del objeto en sí.

La mecánica cuántica complica las cosas un poco, porque "el centro de masa" no está bien definido el concepto de más tiempo, por lo que la mecánica clásica de tratamiento que vino con la "partícula" aproximación, se ha ido. Uno todavía puede aplicar el concepto de que los objetos que se comportan como si ellos son "suficientemente pequeño" puede ser tratada sin tomar su tamaño en cuenta.

Para la física atómica esto significa que el tamaño del núcleo puede ser descuidado (en la mayoría de los casos) y para la física de altas energías, hasta el momento, el electrón aparece como un internamente la estructura de-menos objeto, que también pueden ser tratados sin tener que preocuparse de otra longitud (y con que otra energía) de la escala.

Habiendo dicho esto, "las partículas elementales" son en realidad los quanta, es decir, son medidas en un campo cuántico. Así que cuando nos están diciendo que los fotones y los electrones son "punto de partículas", lo que realmente estamos hablando es de que la cuántica de campos del modelo estándar se describe como continua campos que tienen bien definidos los valores (incluso si no son escalares) de forma continua en el espacio de coordenadas. Si esto es en última instancia "verdadero" es cuestionable, pero en este momento ninguna medida física ha invalidado esta hipótesis, por lo que continuamos trabajando con él (por conveniencia y porque no sabemos qué reemplazarlo con).

Answer 4

Hay una teoría popular que asume este patrón continúa infinitamente, con los quarks que se hace de algunas cosas más pequeñas, y así sucesivamente?

No es popular, física convencional asume que las partículas elementales en la tabla son realmente partículas puntuales y no hay ninguna interna nivel de complejidad.

O de otra manera, hay una teoría popular que específicamente se predice que este no es el caso?

Esto es apoyado por las desigualdades de Bell , que excluyen el determinismo subyacente nivel , para las teorías. Lorenz invariancia también es un criterio que descarta un número de propuestas.

Todavía hay buena físicos, que trabajan en modelos deterministas como el premio Nobel G. t Hooft , quien también ha contribuido en este sitio. Ver sus respuestas sobre el tema de las teorías deterministas aquí.