Pregunta ¿son matemáticamente posibles? ¿físicamente?
con sistemas de masa finita, normalmente la energía de enlace contribuye a la masa en reposo del sistema. Parece que incluso si se pudieran unir dos campos/partículas sin masa, el sistema acoplado seguiría teniendo una masa en reposo finita debido a la energía de unión
por casualidad, ¿es así como el bosón de Higgs da "masa" a las partículas?
Estimado lurscher, una buena pregunta. Pero un estado ligado es algo que tiene una energía de ligazón negativa, de lo contrario no estaría ligado. Si la masa en reposo de un estado ligado AB de objetos sin masa A,B es positiva, es evidente que puede decaer a A,B con cierta energía sin violar ninguna ley de conservación. Así que AB seguramente no puede ser del todo estable.
Los estados límite metaestables son una cuestión diferente. Creo que, en cierto sentido moral, es cierto que un agujero negro es un estado límite de gravitones, y que llega a ser muy longevo si es grande.
Creo que es muy engañoso interpretar las partículas masivas que obtienen masa del mecanismo de Higgs como estados ligados con el bosón de Higgs. El propio vacío contiene un condensado de Higgs, pero las partículas individuales, como el electrón, no contienen ninguna excitación de Higgs, por lo que no es realmente un estado ligado. Es el electrón original el que tiene propiedades diferentes porque se mueve en un entorno diferente.
En los comentarios aquí se confunden dos cuestiones.
Es diferente si la pregunta es: ¿pueden los campos sin masa estar ligados? Otra cosa es que la pregunta sea: ¿pueden los campos sin masa crear un estado ligado?
Los gluones no tienen masa y están unidos en un nucleón, con intercambios virtuales con los quarks. Los fotones no tienen masa y están unidos en un átomo con intercambios virtuales con los electrones. Así que la respuesta a la primera pregunta es que sí, los campos sin masa pueden estar ligados.
Ciertamente los fotones no pueden formar un estado ligado, virtual o no, porque no llevan carga con la que intercambiar otro fotón.
Los gluones, al ser portadores de color, pueden, dentro de una interacción,( digamos protón protón,) formar un glueball, que luego decaería en quarks y gluones con el resultado final de los mesones que conocemos. No puede haber un glueball estable debido a la forma de la QCD. Parece que a partir de los cálculos de la QCD de celosía, las glueballs pueden existir. Aquí hay una referencia que ofrece un candidato a bola de pegamento , la eta(1440) que decae a mesones con una anchura de 20MeV.
Así que la respuesta es que los campos sin masa no pueden formar un estado ligado estable.
Edición: Los gluones llevan carga de color y, por tanto, pueden intercambiar gluones entre sí, que es como se crea matemáticamente el glueball .
La razón por la que no es estable es porque hay estados de energía más bajos a los que puede decaer, que es la misma razón por la que decaen todas las partículas no estables. Para que fuera estable tendría que tener una masa menor que la masa combinada de dos quarks, del orden de Mev. Los cálculos en la red QCD dan masas que son del orden del mesón rho(770Mev), para el estado de bola de cola más bajo. Así que es una cuestión del lagrangiano y de las constantes que entran en los cálculos. Vivimos en un universo donde no hay bolas de pegamento estables.
Si un sistema ligado es complicado, puede tener excitaciones "sin masa". Son cuasi-partículas. Creo que todo lo que observamos son cuasipartículas y no partículas libres en un espacio vacío.
Los solitones pueden considerarse estados límite de diferentes armónicos "sin masa" en un medio dispersivo no lineal.
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