Questão:
Por que não temos campos macroscópicos de bósons ou glúons de Higgs?
user133658
2016-10-20 21:53:44 UTC
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Por que existe um campo macroscópico clássico de fótons e grávitons, mas não o de bósons $ Z, W ^ {\ pm} $, glúons ou bóson de Higgs?

Um responda:
knzhou
2016-10-20 22:02:31 UTC
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Existem respostas ligeiramente diferentes para cada tipo de partícula.

  • Campos macroscópicos de fótons e gráviton podem existir porque essas forças são de longo alcance, o que está diretamente relacionado ao fato de os portadores de força não terem massa. Os bósons $ W $ e $ Z $ são extremamente massivos, então eles têm um alcance muito curto e não podemos ver seus efeitos em uma escala macroscópica.
  • Outro problema é que os campos macroscópicos clássicos surgem de campos quânticos por meio de estados coerentes, que requerem muitas partículas. Já que $ W $ e $ Z $ são tão pesados, isso é impossível nas energias diárias.
  • Os glúons não têm massa, mas não existe um campo macroscópico de glúons porque a interação forte se torna mais forte em baixas energias, forte o suficiente para unir partículas carregadas de cor. Como resultado, cada objeto macroscópico que vemos tem carga de cor exatamente zero, então não vemos nenhum campo de glúon.
  • O bóson de Higgs é massivo, mas um campo macroscópico de Higgs, no sentido de que o valor do campo é diferente de zero devido à quebra espontânea de simetria. Você está, em certo sentido, medindo este campo toda vez que mede a massa de uma partícula elementar. No entanto, você não pode fazer ondas macroscópicas no campo de Higgs (ou seja, excitações sobre o valor do campo constante) pelo mesmo motivo que $ W $ e $ Z $.
Boa resposta - a única coisa que falta seria uma menção de que o "vínculo" descrito no terceiro parágrafo (confinamento) é qualitativamente diferente do limite que, por exemplo,um elétron e um próton passaram pela força eletromagnética.
Embora os glúons não tenham massa em repouso, há evidências de que os glúons adquirem massa dinamicamente no limite do infravermelho e só realmente não têm massa nos limites do ultravioleta (é claro, os glúons sempre têm massa-energia).Veja este artigo de 2011 sobre o ponto: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0954-3899/38/4/045003/meta;jsessionid=A2A3DFE8922191345D1C95A6D967EDA9.c3.iopscience.cld.iop.org
"glúons adquirem massa dinamicamente no limite do infravermelho" Uau!
Não tenho certeza se você ainda pode falar sobre glúons no limite infravermelho.Os glúons aparecem na descrição de Lagrangiana apenas no limite ultravioleta, e se você quiser escrever uma teoria efetiva em baixa energia, as "partículas", isto é, os graus de liberdade que aparecem no Lagrangiano efetivo, não têm nada a ver com os glúons.
Observe também que os fótons e grávitons são estáveis, enquanto W, Z e Higgs têm vida extremamente curta.


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