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¿De que protones de hace constantes dimensionful masa surgen?

Es bien sabido que la mayoría de los protones (o cualquier otro colisionador de con la luz de los quarks), la masa no está hecho de quark masas, sino que es generado dinámicamente por QCD lío en el interior. También he oído que, incluso si los quarks sería masa, de protones (y otros hadrones) todavía tendría un valor distinto de cero en masa.

Sin embargo, si los protones masa no (en mayor parte) se derivan de los quark masas, a partir de la cual dimensionful constantes surge?

He escuchado que el protón masa surge de la ruptura espontánea de simetría de la invariancia de escala. Sin embargo, esta es una problemática de la explicación, o la no-explicación a lo mejor, porque abre más preguntas:

Si una teoría es la escala invariante, ¿cómo se elige una escala al romper esta simetría? El protón masa es una constante, entonces, ¿cómo puede la escala de la invariancia de ser roto a través de todo el universo de la misma manera? Hay un campo, muy resistente al cambio, que impregna todo el espacio para garantizar la constancia de la masa de protones?

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Mel Puntos 1

Creo que es más fácil de entender esto si uno tiene una comprensión mínima de la QFT. No estoy seguro acerca de su conocimiento de fondo, pero esperemos que esto no es un galimatías.

El Lagrangiano de QCD para la masa quarks está dada por, \begin{equation} {\cal L} = - g \sum_i \bar{\psi} _i A _\mu \gamma ^\mu \psi _i - \frac{1}{4} F _{ \mu \nu } F ^{ \mu \nu } \end{equation} donde los campos son, $ A _\mu $$ \psi _i $. La única constante en la ecuación de la constante de acoplamiento, $g$. Por lo tanto, vemos que no hay una sola escala en el Lagrangiano. Ingenuamente se podría decir que la teoría es la escala invariante.

Sin embargo, no es una sutileza. No hemos especificado totalmente la teoría. Todavía tenemos que decir cuál es el valor de la constante de acoplamiento es. El problema es que el QFT hace que la fuerza de una interacción a depender de la magnitud que se mide. Por suerte, sabemos cómo calcular un acoplamiento cambia con la escala (esto se hace cada año completo QFT,por supuesto), \begin{equation} \frac{ d \alpha }{ d \log \mu } = - \frac{ b }{ 2\pi } \alpha ^2 \end{equation} donde, $ \alpha \equiv g ^2/4 \pi $ $ b $ son calculables números. Para QCD con el SM fermiones tenemos, \begin{equation} b = 7 \end{equation} Desde aquí es fácil resolver la ecuación diferencial anterior y obtener el acoplamiento, como una función de la escala, $ \mu $, \begin{align} \frac{1}{ \alpha ( \mu ) } &= \frac{1}{ \alpha ( \mu _0 ) } - \frac{ b }{ 2\pi } \log \frac{ \mu }{ \mu _0 } \\ \alpha_s (\mu) &= \frac{ \alpha _s ( \mu _0 ) }{ 1 + \alpha _s ( \mu _0 ) \frac{ b }{ 2\pi } \log \frac{ \mu }{ \mu _0 } } \end{align} Por lo tanto, podemos medir el acoplamiento en algunos escala y, a continuación, saben lo que es en cada escala. Como se señaló en el OP, ya podemos ver la rotura de la invariancia de escala desde los acoplamientos dependen de la escala.

Ahora pasamos a la relación con el $ \Lambda_{QCD} $. Este es convencionalmente se define como la escala, cuando el acoplamiento se convierte en infinito. A partir de la ejecución anterior, podemos ver que este se produce cuando, \begin{equation} \mu \equiv \Lambda_{QCD} = \mu _0\exp \left[ - \frac{ 2\pi }{ b \alpha _s ( \mu _0 ) } \right] \end{equation}

Aquí vemos que la escala sólo depende del contenido del campo (a través de $b$) y Naturalezas elección para el acoplamiento.

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