Si la gravedad se explica por la relatividad general, ¿por qué hay una búsqueda del bosón de Higgs?

Answer 1

Esta pregunta parece estar basada en la falsa premisa de que GR “explica la masa”. Aunque la masa tiene algo que ver con la gravedad, el GR no dota de masa a las partículas. Lo que hace GR es a) explicar cómo el espacio se curva en presencia de energía y momento (la masa gravita) y b) proporciona una arena, en forma de una variedad dotada de métrica y conexión, para que los campos de materia se muevan.

Las propiedades del espacio-tiempo provienen de GR, y las propiedades de la materia provienen de la teoría cuántica de campos. La propiedad de la masa es algo difícil de transmitir. De hecho, prefiero pensar en ello como la cantidad de energía del marco de descanso que tiene una partícula (esto puede parecer un poco circular). Matemáticamente, la masa proviene de términos lagrangianos en la línea de

[mates]
(\ textrm {cantidad}) \ bar {\ Psi} \ Psi,
[/mates]

es decir, no hay derivadas que actúen sobre el campo ([math] \ Psi [/ math]), cuadrática en el campo, y (cantidad) es la masa o masa al cuadrado (dependiendo de la dimensión de la masa del campo) y no depende en el propio campo.

Estos términos están ahí desde el inicio, en cuyo caso se conoce como la masa desnuda (este tipo de término en el Lagrangiano puede no ser renormalizable … no estoy calificado para discutir esto); o generado desde el acoplamiento a otros campos (y también a partir de correcciones de bucle … Tampoco estoy calificado para discutir esto).

Considere un término de interacción como

[mates]
g \ chi \ bar \ Psi \ Psi
[/mates]

para que el campo [math] \ Psi [/ math] interactúe con otro campo [math] \ chi [/ math] con fuerza de acoplamiento [math] g [/ math]. Si el valor de fondo estable de [math] \ chi [/ math] no es cero, entonces se genera dinámicamente la masa para [math] \ Psi [/ math].

El mecanismo de Higgs funciona así. Higgs está acoplado a los quarks y leptones que llegan a sus distintas masas al tener diferentes fuerzas de acoplamiento a los Higgs, que deben tener un valor de expectativa de vacío no nulo (vev).

Answer 2

Para entender esto, debes distinguir dos cosas:

• la masa inercial como en [math] \ sum F = m_i a [/ math], nos dice cuánto acelerará un cuerpo cuando se aplique una fuerza y, por lo tanto, combatirá su inercia
• la masa gravitatoria como en [math] F_G = G \ frac {m_ {g_1} m_ {g_2}} {r ^ 2} [/ math], que nos dice lo importante que es la atracción gravitatoria y es el equivalente de la carga eléctrica Para el electromagnetismo.

La relatividad general se construyó con el principio de equivalencia que indica $ m_i = m_g $, pero no le dice de dónde provienen estas dos masas. ¡El bosón de higgs da a las partículas elementales su masa inercial! Sin embargo, para los objetos macroscópicos, ¡esto es solo una pequeña parte de la respuesta, debido a la energía de enlace!

Answer 3

El campo de Higgs completa el modelo estándar de física de partículas. Hasta ahora ha demostrado ser imposible combinar sensiblemente esto con la Relatividad.