¿(Descanso) masa quantized?

Question

He aprendido hoy en clase que los fotones y la luz está cuantizada. También recuerdo que la carga eléctrica está cuantizada así. Yo estaba pensando acerca de estas implicaciones, y me preguntaba si (resto), la masa fue igualmente elevada.

Es que, si nos describir ciertos finito irreductible masas de $x$, $y$, $z$, etc., después de todas las misas son múltiplos enteros de estos irreductible de masas.

O hacer masas existen a lo largo de un continuum, como la carga y la luz se piensa que existen antes de que el descubrimiento de los fotones y los electrones?

(Yo soy sólo se refieren a los invariantes/resto de la masa.)

Answer 1

Hay un par de diferentes significados de la palabra que usted debe ser consciente de:

• En el uso popular, "cuantificada", significa que algo que sólo ocurre en múltiplos enteros de una unidad determinada, o una suma de múltiplos enteros de un par de unidades, usualmente debido a que usted tiene un número entero de objetos de cada una de las cuales lleva a la unidad. Este es el sentido en que la carga está cuantizada.
• En el uso de técnicas, "cuantificada" significa estar limitado a ciertos valores discretos, es decir, los valores propios de un operador, aunque los valores discretos no va a ser necesariamente múltiplos de una unidad determinada.

Como ya sabemos, la masa no es cuantificada en cualquiera de estas maneras... en su mayoría. Pero dejemos eso de lado por un momento.

Para partículas fundamentales (aquellos que no son conocidos por ser compuesto), se han tabulado las masas, y que claramente no son múltiplos de una sola unidad. Por lo que se descarta el primer significado de la cuantización. En cuanto a la segunda, no se conoce ningún operador cuyos autovalores corresponden (o incluso son proporcionales a) las masas de las partículas fundamentales. Muchos físicos a sospechar que un operador existe y que nos vamos a encontrar algún día, pero hasta el momento no hay evidencia de ello, y de hecho hay, básicamente, no hay evidencia concreta de que las masas de las partículas fundamentales tiene ningún significado particular. Esta es la razón por la que yo no diría que la masa está cuantificada.

Cuando se considera compuesto de partículas, sin embargo, las cosas se ponen un poco más difícil. Gran parte de su masa proviene de la energía cinética y la energía de enlace de los electores, no de las masas de los propios mandantes. Por ejemplo, sólo una pequeña parte de la masa del protón, proviene de las masas de sus quarks. La mayoría de los protones de la misa es en realidad la energía cinética de los quarks y los gluones. Estas partículas se mueve dentro de los protones, incluso cuando el protón sí está en reposo, por lo que su energía de movimiento contribuye a que el resto de la masa de los protones. También hay una contribución de la energía potencial que todas las componentes de los protones tienen por el hecho de estar sujeto a la fuerza fuerte. Esta contribución, la energía de enlace, es en realidad negativo.

Cuando se juntan la energía en masa de los quarks, la energía cinética y la energía de enlace, se obtiene la energía total de lo que llamamos un "sistema de atado de $\text{uud}$ quarks." ¿Por qué no sólo tiene que llamar a un protón? Bueno, en realidad hay una partícula exactamente igual que el de protones, pero con mayor masa, el delta de bariones $\Delta^+$. Técnicamente, un $\text{uud}$ enlazado sistema podría ser un protón o un delta de bariones. Pero hemos observado que cuando se presentan estos tres quarks entre sí, sólo puedes obtener $\mathrm{p}^+$ (con una masa de $938\ \mathrm{MeV/c^2}$) o $\Delta^+$ (con una masa de $1232\ \mathrm{MeV/c^2}$). Usted no puede conseguir cualquier masa que desea. Esta es una muy fuerte indicación de que la masa de un $\text{uud}$ enlazado estado está cuantificada en el segundo sentido. Ahora, los cálculos involucrados son muy complicados, así que no estoy seguro de si el operador que produce estas dos masas como autovalores pueden derivar en detalle, pero básicamente no hay duda de que existe.

Usted puede tomar otras combinaciones de quarks, o incluso incluir los leptones y otras partículas, y hacer lo mismo con ellos - es decir, dada una combinación en particular de las partículas fundamentales, usted puede hacer un número de compuestos de partículas.k.una. enlazados a los estados, y las masas de estas partículas serán cuantificadas dado lo que está empezando. Pero en general, si usted comienza sin suponiendo que las masas de las partículas fundamentales, no sabemos que la masa está cuantificada.

Answer 2

Yo creo justo lo contrario de David Zaslavski, y afirmar:

El resto de la masa de las partículas está cuantizada, [editar] el espectro de la componente P_0 de 4-momentum en el espacio de Hilbert de los estados donde la partícula está en reposo. (Por ejemplo, los quarks y neutrinos tienen las 3 dimensiones de la masa de la matriz, cada eignevalue ser infinitamente degenerados.)

Esto no entra en conflicto con David de apoyo de los hechos, pero con su uso de la terminología. Para:

(i) Una cantidad que convencionalmente se llama cuantificada si su espectro (el conjunto de posibles valores que puede alcanzar) es discreto. Este es el caso de la masa, la masa se define en la teoría cuántica de campos como los valores de la energía donde la S-matrix en el marco del resto se convierte en singular ("polos" de la S-matrix"). Dichos postes deben ser discretas en cada caso, puramente matemático. Más específicamente, las masas de la conocida escuela primaria (y menos de primaria), las partículas se tabulan y se puede ver a tomar fija, valores discretos.

(ii) Ser cuantificada no tiene nada que ver con ser un parámetro. De hecho, electromagnética cargo está cuantificada, aunque el valor de la carga eléctrica es un parámetro libre del modelo estándar.

(iii) Ser cuantificada no tiene nada que ver con tener (o no) comprensible patrón. La mayoría de los espectros de sustancias químicas se sabe patrón, pero todos ellos son expained por la discretitud del espectro del Hamiltoniano correspondiente - el más llamativo el caso de la cuantización.

Answer 3

las masas están en un continuo, como debe ser, porque se puede hacer un cuadro, poner los fotones en ella, y hacer que los fotones tienen arbitrariamente bajo el impulso, de modo que la energía en la caja es cuantificada en lo más pequeño que una unidad como te gusta. La masa de un objeto es la energía que tiene cuando está en reposo, y esta energía puede cambiar arbitrariamente pequeñas cantidades mediante la adición de un par de obligado fotones. Esto es para los objetos macroscópicos.

Para las partículas elementales, el resto masas no tienen ningún sensato quanization regla porque son energías derivadas de complicadas interacciones. Incluso si usted tiene alguna condición en la alta energía que determina la masa, se obtiene de las correcciones de la energía debido a las interacciones con las bajas de los campos, y se obtiene una nueva masa que es eficaz como la unión de los fotones a la partícula (aunque no es de los fotones, pero no cuantificada). No tiene sentido para cuantizar la masa en unidades, debido a que la energía no es discreto en un invariante de Lorentz de la teoría, y la masa es la energía contenida en un objeto.

Answer 4

Masa en reposo de las partículas elementales no es quantized: en el modelo estándar, las masas son parámetros libres de la teoría; deben ser medidos e introducidos en el modelo experimental.

Sin embargo, la masa, dicen que el hidrógeno átomo está dada por la masa de sus constituyentes (protones y electrones, cuya masa se dan) menos la energía de enlace que es quantized.

Answer 5

Puede ser, pero de una manera diferente que la carga eléctrica. Si la longitudes de onda de Compton hbar/mc de partículas son quantized, entonces 1/m es quantized, preferiblemente como n/m_P donde n es un entero positivo y m_P es la masa de Planck, pero aquí n sería mucho mayor que 1 para todos los fermios elementales en SM.