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Preguntas sobre el campo de Higgs

El artículo de Wikipedia sobre Campo de Higgs me plantea algunas preguntas.

  • El artículo dice que el campo de Higgs es un campo "no térmico", un campo cuya energía no disminuye a medida que el universo se expande, pero afirma que en el universo primitivo el campo de Higgs era más fuerte, lo que llevó a la inflación. ¿Cómo pudo disminuir entonces la fuerza del campo?

  • Si el campo de Higgs era más fuerte en el universo primitivo, ¿por qué el artículo afirma que las partículas elementales no tenían masa en las primeras etapas del universo?

  • El artículo afirma que el campo de Higgs es repulsivo y está detrás de la inflación. Sin embargo, no interactúa con los fotones. ¿No haría eso que los fotones no siguieran la expansión del universo, de modo que veríamos las estrellas lejanas no en la dirección en la que deberían estar?

  • El artículo afirma que todos los electrones en la desintegración beta de los neutrones son zurdos sólo para un observador estacionario, mientras que para un observador en movimiento esto cambia. ¿Significa esto que uno puede medir su velocidad relativa al campo de Higgs contando los electrones diestros en la desintegración del neutrón?

  • El artículo afirma que en ausencia del campo de Higgs los electrones no tendrían masa en reposo. Pero no puedo imaginar una partícula cargada sin masa en reposo porque el campo electromagnético tiene energía potencial. ¿Significa esto que en ausencia del campo de Higgs los electrones no tienen carga?

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heathrow Puntos 25

El artículo de la Wikipedia confunde el campo de Higgs con el inflatón, lo que no está permitido, ya que no es un VEV de Higgs lo que provoca la inflación en las teorías actuales. Esto debería aclarar las dudas.

  • Si el Higgs es el inflatón, tiene un valor no térmico, no dequilbérico, que rezuma lentamente hacia el valor del vacío y esto es mientras el universo se infla. Este proceso requiere que el potencial del Higgs a grandes valores del campo sea anormalmente plano, para que funcione como un inflatón, y esto no es apoyado por la comprensión actual. Una vez hecha la inflación, el Higgs oscila alrededor del mínimo (nuestro valor de vacío) y emite cosas del modelo estándar, y luego se asienta en un valor de vacío estable. A partir de este punto, es un campo de vacío no térmico, y no cambia a medida que el universo se expande. Esta no es la imagen moderna de la inflación, donde el inflatón es un campo separado del Higgs.
  • Si el Higgs es un inflatón, esta afirmación es falsa. Un gran VEV del Higgs significa grandes masas para las partículas del SM. En las ideas estándar de la inflación, el Higgs no es el inflatón, el inflatón es un escalar diferente que se hunde lentamente hasta llegar a cero causando la inflación, y al final, bombea otros escalares y estos decaen en cosas térmicas, todo a energías por encima de la escala de Higgs. Entonces el Higgs en el universo primitivo comienza térmico y al azar, con una temperatura superior a la escala en la que rompe la simetría, por lo que su valor medio es cero. En esta imagen, Higgs térmico aleatorio, las partículas carecen efectivamente de masa (aunque por construcción estas temperaturas que aleatorizan el Higgs son tan altas, que las partículas están zumbando tan rápido que su masa derivada del Higgs es insignificante de todos modos). El valor térmico medio del Higgs tiene una transición de fase a cero a temperaturas extremadamente altas, pero el artículo está confundiendo el Higgs sin masa a alta temperatura con el Higgs de alto VEV requerido cuando el Higgs se convierte en el inflatón. En el segundo caso, las masas de las partículas del SM no son cero, ya que hay más y más Higgsing a mayor VEV del Higgs.
  • La interacción con los fotones es indirecta, a través de la gravedad. Un inflatón hace una constante cosmológica, que hace que la gravedad sea repulsiva, y entonces los fotones la siguen. Sin embargo, esta no es la imagen correcta. No hay fotones durante la inflación, el universo es sólo inflatón VEV. Los fotones llegan más tarde, cuando el inflatón decae a cosas del modelo estándar al final de la inflación.
  • La estacionaria aquí se define en relación con el núcleo en descomposición, y esto no es una afirmación correcta--- los electrones se producen a la izquierda en "t=0", pero la masa del electrón invierte su helicidad constantemente. Los neutrinos son los que permanecen con una sola helicidad, ya que no tienen pareja.
  • este es un punto muy interesante, y que debería plantearse como una pregunta aparte. La respuesta tradicional es que una partícula cargada puede carecer de masa siempre que se conserve la simetría quiral a largas distancias en la teoría, pero es intuitivamente desconcertante tener una partícula cargada sin masa, porque, como dices, el campo tiene masa, así que ¿cómo podrías obtener un campo electrostático de largo alcance de una partícula sin masa? No sé la respuesta inmediatamente.

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