¿Por qué los protones son más pesados que los electrones?

Question

Nuestro profesor nos dijo que los protones son casi 1800 veces más pesados que los electrones. ¿Hay alguna razón conocida de por qué esto es así? ¿O es sólo un valor empírico del que no conocemos la razón?

Answer 1

Le site $\Delta^+$ tiene el mismo contenido de quarks que el protón ( $uud$ ), pero sin embargo, su masa es de 1232 $\frac{MeV}{c^2}$ . La diferencia de masa entre esta partícula y el protón es de unas 575 veces la masa del electrón. Esto demuestra sin duda que algo está ocurriendo entre los quarks constituyentes (el $u$ -El quark tiene una masa "desnuda" de aproximadamente 4,2 $\frac{MeV}{c^2}$ , mientras que el $d$ -El quark tiene una masa "desnuda" de aproximadamente 7,5 $\frac{MeV}{c^2}$ lo que, por supuesto, no significa que los quarks puedan existir realmente sin ropa) que imparte una gran cantidad de masa tanto al protón como al $\Delta ^+$ de partículas.

Es notable que el $\Delta ^+$ decae en aproximadamente $0,6$ x $10^{-23}$ (seg) en un neutrón y un pión positivo. Este corto tiempo es una señal de que el "algo" que está pasando entre los quarks constituyentes es la fuerza de color fuerte haciendo de las suyas para provocar la transición. El tiempo de vida del protón, por otro lado, es infinito; no hay un estado de energía inferior al que pueda cambiar [al menos en el modelo estándar; en el modelo rishon En cuanto a la teoría de los leptones, que supone que los quarks y los leptones son estructuras compuestas, el cambio de un protón a un positrón y a un pión, por ejemplo, se explica fácilmente, al igual que la diferencia de masa entre un electrón y un muón, este último puede verse en la luz de los rishones como un estado excitado del electrón; y en cuanto a la distribución de la materia y la antimateria, el modelo de los rishones resuelve este enigma afirmando que ¡hay tanta materia como antimateria! Pero este no es el lugar para discutir este modelo (teoría) y sólo lo menciono aquí como un aparte].

Answer 2

¡Nadie sabe realmente la razón! Incluso teniendo en cuenta que el protón está hecho de quarks, las masas de los electrones y quarks y sus fuerzas de interacción son números que no sabemos de dónde vienen.

Un día podría haber una teoría que nos diga por qué estos números deben ser los que son. O podría resultar que estos números son aleatorios. Nadie lo sabe todavía: ......