¿Cuál es la explicación entre la igualdad de protones y de electrones cargos (signo)? Esto está conectado a la invariancia gauge y renormalization de carga está conectado a la renormalization de fotones de campo, pero es que esta explicación es suficiente? ¿Tenemos alguna evidencia experimental de que los quarks tienen 2/3 y -1/3 cargos? Por la forma en que pienso acerca de desnudos de carga de los electrones y de protones. Y también me estoy preguntando si esto puede ser explicado por el Modelo Estándar.
Respuestas
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Porque un protón puede desintegrarse en un positrón. Es un hecho experimental que la de los protones y la tomografía por cargos están muy cerca. A la conclusión de que son exactamente igual requiere un argumento. Si un protón, en teoría, podría desintegrarse en un positrón y neutral cosas, esto es suficiente.
En QED, la carga de cuantización es equivalente a la afirmación de que el grupo gauge es compacto. Esto significa que no es un indicador de la transformación por un total de $2\pi$ rotación de los campos, lo que es equivalente a nada en absoluto. Bajo estas circunstancias se tienen las siguientes:
- De carga está cuantizada
- Hay Dirac cadena de soluciones que tienen un flujo magnético indistinguible de no flujo (flujo magnético es la fase de alrededor de un bucle).
Si usted tiene cualquier tipo de ultravioleta regulador, el INTESTINO o la gravedad, la existencia de Dirac cadenas conduce a los monopolos. Si usted no tiene un ultravioleta regulador, es constante para hacer que todos los monopolos infinitamente masiva.
Así que la pregunta es ¿por qué la U(1) de electromagnetismo compacto. Existen dos vías para responder a esta:
- Un compacto de U(1) surge de un mayor calibre de grupo, porque todos los de mayor calibre de los grupos debe ser compacto para la cinética términos tienen el signo correcto. La ruptura de un grupo compacto produce un subgrupo, que es necesariamente compacto.
También es cierto que en cualquier INTESTINO teoría de la producción de electromagnetismo, consigue los monopolos, por lo que automáticamente se carga la cuantización de Dirac del argumento.
Pero incluso si usted tiene un U(1) que no es parte de un instinto, no son las limitaciones de la gravedad. Si usted tiene la partícula con carga q y una partícula con carga q', y que no son racionales múltiplos de cada uno de los otros, puede producir una partícula con carga $cn - m p'$ lanzando n q partículas en un agujero negro, esperando q m' partículas a salir, y dejar que el agujero negro resultante de la caries, mientras lanzaba de vuelta la carga de la partícula que sale.
Esto significa que en una constante de la gravedad cuántica, que necesita de carga, ya sea de cuantización o un espectro de los cargos que se acumula cerca de cero. Además, para que la teoría sea consistente, un agujero negro hecho a partir de las primeras cargos debe ser capaz de, naturalmente, la desintegración wee cargada de cosas, y a excepción de una conspiración espectro de cargas y masas, esto sugiere fuertemente que la masa de las primeras cargos debe ser menor que la carga, lo que significa que a medida que la carga sea pequeña se convierten en masa.
Así, en la gravedad cuántica, la única alternativa a la carga de la cuantificación es una teoría con casi partículas sin masa extremadamente pequeña cargos, y esto tiene una clara experimental de las firmas.
Debo señalar que, si usted cree que el modelo estándar de la materia es completa, luego de la anomalía de la cancelación requiere que la carga del protón es igual a la carga del positrón, porque no es instanton mediada por la desintegración de protones como descubierto por t'Hooft, y esto es algo que podría concievable pronto observar en los aceleradores. Así que para hacer la carga de los protones ligeramente diferente de la de los electrones, no puede modificar los parámetros en el modelo estándar, es necesario agregar un heck de mucho no se ve casi fermiones sin masa con pequeñas U(1) de carga.
Esto es suficiente conspirativa inverosimilitud, que junto con el experimental obligado, se puede decir con certeza que el protón y el electrón tienen exactamente el mismo cargo.
Giacomo Verticale
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1035
En el nivel de QED y, encima, la igualdad de los cargos que no tiene explicación teórica. Pero está muy bien establecido experimentalmente, ya que incluso pequeñas desviaciones llegaría a enormes cantidades de energía en el grueso de la materia.
En el nivel del modelo estándar, el valor de los cargos de los de arriba y abajo quark proviene de la simple aritmética de las de los protones y neutrones, y por lo tanto no dan una pieza independiente de la información.
Por otro lado, si un campo unificado thoery con un semisimple grupo gauge fueron encontrados para ser válido, se haría cargo de las fuerzas de cuantización, ya que hay sólo un número discreto de irreductible unitario de representaciones (que definen los posibles números cuánticos = cargos). Esto a su vez, un aproximado de igualdad en una exacta igualdad, y, por tanto, demostrar la igualdad de los cargos de los protones y los electrones (aparte de la señal). Así se explicaría que esta igualdad.
Por el camino, desnudo cargos de partículas elementales cargadas son infinitas y desprovisto de cualquier significado físico.
Fernando Briano
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3704
La respuesta es "porque sí". Es un hecho experimental.
Es uno de los primeros datos que se recogieron lo que apoya la teoría atómica. Si no eran las mismas que los átomos no sería neutral, siempre hay a la izquierda la carga y de la química y la física atómica de datos sería diferente, si hay química y los átomos.
Este hecho, junto con una multitud de hechos estudiados desde un siglo y más, han llevado a postular el modelo estándar de física de partículas. Este modelo simplifica la información de los datos en una manera similar a como cuando uno sabe que las simetrías que describen una red cristalina el cristal es descriptible por un par de parámetros y ecuaciones. El Modelo Estándar de la física de Partículas incorpora hermosa simetrías que, al final, debe surgir de cualquiera de los modelos teóricos acerca de la física de partículas que pretende ser una teoría de la totalidad.
afarnham
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1750
Es debido al hecho evidente de que todos los cargos vienen en común múltiplo de la carga del electrón. La carga del electrón es el costo mínimo de una isolatable partícula puede tener. Los Quarks tienen un cargo de $1\más de 3$de$e$, por lo que podría ser considerado como el mínimo de carga. Sin embargo, los quarks nunca se encuentran por sí mismos, debido a una propiedad llamada quark confinamiento. En su lugar, se encuentra siempre en grupos de tres (bariones), o dos (mesones). Cualquiera de estos hadrones sin embargo, tienen un costo que es un múltiplo de la carga del electrón.
¿Por qué es la carga eléctrica cuantizada? Es decir, ¿por qué todos los cargos que vienen en múltiplos de $e$? Paul Dirac intentado encontrar una solución a esta mostrando que la existencia de los monopolos magnéticos requeriría que las cargas eléctricas vienen en diferentes múltiplos. En términos muy simples, el argumento básico es que si hay partículas cargadas magnéticamente (monopolos magnéticos) también debe tener bien definido estados cuánticos, y que este requisito pone una restricción en los flujos eléctricos. Esa restricción conduce a la exigencia de que la carga eléctrica a ser cuantificada. Para una derivación, ver aquí:
http://bado-shanai.net/map%20of%20physics/mopDiracsMagMonopoles.htm
Sin embargo, ningún experimento ha encontrado monopolos hasta la fecha. Así, en realidad no hay una explicación muy convincente para la cuantización de la carga.
user9098
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61
Si existe un magnéticos monopol, entonces la carga eléctrica debe ser cuantificada, como se muestra por Dirac. Y magnético monopols son predichas por la teoría de la gravedad cuántica (ver http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_monopole).
