¿Por qué las partículas fundamentales son exactamente similares en su masa, energía y carga? ¿No debería haber ligeras variaciones en trillones de estas partículas en el universo?

Answer 1

En Quantum Field Theory (QFT), las partículas se tratan como excitaciones de campos. ¿Qué significa esto que podría preguntarse? Bueno, imagina un campo de hierba, ahora en cada brizna de hierba finge que hay una linterna. Todas las luces de flash son idénticas. Diremos que este campo de hierba tiene una excitación en una brizna de hierba cuando se enciende la linterna. Dado que todas las linternas son idénticas, una linterna que se enciende no se puede distinguir de otra linterna que se enciende. Esa es la idea básica de lo que es QFT, reemplazar las hojas de hierba con puntos en el espacio tiempo y reemplazar las linternas con los operadores. Los operadores son entidades matemáticas que actúan sobre las cosas, en este caso el vacío (espacio sin partículas reales). Cuando un operador actúa en el vacío, es como la linterna encendida. Dado que estos operadores son entidades matemáticas, son iguales en cada punto del espacio-tiempo, por lo tanto, cuando actúan en el vacío, siempre producen el mismo resultado. Así como linternas idénticas siempre producirían el mismo flash. Debido a que estos operadores siempre producen el mismo resultado, las excitaciones del vacío (que son partículas) son siempre las mismas. Una cosa sin embargo, solo las partículas de energía de reposo son las mismas. La energía total puede diferir. Para volver a ver esto, piense en las linternas, solo porque son las mismas no significa que no pueda correr diferentes corrientes a través de ellas y producir diferentes luces de intensidad, sino que siempre darán la misma luz para la misma corriente. Lo mismo con QFT, las partículas tendrán la misma energía dadas las mismas condiciones

Answer 2

Esa es una gran pregunta! Nunca pensé en preguntarlo !!
Supongo que comenzó observando que hay millones de gatos, perros, personas, copos de nieve que se parecen entre sí pero que no son EXACTAMENTE iguales. Incluso dentro de un elemento químico, hay diferentes isótopos. Entonces, ¿por qué esa misma variación no existe en el nivel de partículas fundamentales?

Actualmente creemos que no existe tal variación por dos razones: no la hemos visto y no la necesitamos. Repasemos qué evidencia tenemos.

Algunas partículas son fáciles de medir. Los electrones son masivos, cargados, estables, y pueden ser aislados. Los electrones son fáciles de medir y hemos medido muchos de ellos y siempre hemos obtenido el mismo resultado con doce dígitos de precisión. Los leptones tau también son masivos, cargados y pueden ser aislados, y sabemos que su masa es de cuatro dígitos. El quark up es masivo, cargado y estable, y sabemos que su masa es de 1 dígito (quizás) de precisión. Entonces, donde podemos medir con precisión, como el electrón, no vemos ninguna variación. PERO hay muchos lugares como el quark up donde no podemos descartar la variación mediante una observación experimental precisa.

A continuación, consideremos si permitir la variación en las propiedades de las partículas elementales ayudaría a nuestros modelos teóricos. Hay una serie de rompecabezas sobresalientes en nuestra comprensión actual. Para cualquiera de esos problemas, ¿introducir una variación en las propiedades de las partículas elementales explicaría una pregunta pendiente? Por el momento no.

¿Podríamos construir una teoría que permitiera tales variaciones? Absolutamente. Hace unos años, una teoría que explicaba la superconductividad a alta temperatura introdujo un continuo de posibilidades entre las familias de fermión y bosón. La matemática no era tan difícil, y produjo un conjunto de predicciones. Sin embargo, las predicciones no fueron observadas. Continuamos con nuestro sesgo hacia la navaja de Occam. Si no necesitamos la complejidad para explicar una observación, asumimos que la complejidad no existe.

Pero podría ser. 🙂

Answer 3

• Es una consecuencia de la teoría cuántica de campos que todas las partículas del mismo tipo son exactamente iguales.
• Cada tipo de partícula está asociada con un campo, del cual es un modo de excitación. Para un campo, hay un procedimiento de cuantificación, es decir, tratar con él de una manera consistente con la teoría cuántica, y obtenemos una cantidad de este campo. En este sentido, un campo es una entidad más fundamental que una partícula en sí misma.
• Y así, las llamamos partículas elementales, en lugar de fundamentales. [ EDITAR: En relación con el comentario de Incnis Mrsi : el término “fundamental” se usa cuando hay una distinción que es más amplia que el alcance de propiedades intrínsecas muy específicas (que son elementales, de ahí la palabra “elemental”) o que se refieren a lo fundamental Naturaleza de las partículas (materia o fuerza transportadora). En toda la literatura que he visto, la clasificación “fundamental” se refiere a partículas que son fermiones o bosones, respectivamente; Es decir, sus estadísticas básicamente. ]
• NO son de la misma energía, aunque son de la misma masa y carga.
• ¡Y no! No importa cuántas réplicas de un tipo de partículas que crees u observes, serán exactamente IDÉNTICAS, ya que son cuantas del mismo campo.

Ver también: ¿Qué es la teoría cuántica de campos?

Answer 4

Una vista alternativa; Todas las partículas fundamentales e inferiores son partículas de materia 3D con tamaños volumétricos definidos. Cada tipo de ellos tiene diferente tipo de mecanismo de formación. Es decir, están formados por acciones mecánicas definidas. Es su estructura la que les otorga propiedades únicas. En gran medida, sus propiedades y parámetros físicos dependen de los constituyentes y el mecanismo de formación. consulte: http://viXra.org/abs/1404.0005&nbsp ;
La materia no estructurada tiende a disolverse en cuantas (más pequeñas) de materia, que son partículas de materia 1D o 2D. No existe ningún mecanismo para regular sus tallas. Sin embargo, su existencia en al menos una dimensión espacial no es tangible para nuestros estándares. Cuantos de materia forman estructuras de medio universal que ocupan todo el espacio fuera de las partículas de materia 3D básicas. ver: materia no estructurada
Los fotones son las partículas de materia 3D más básicas, cuyo núcleo de materia 3D tiene forma de disco. Son creados y sostenidos por el medio universal. Por lo tanto, sus tamaños radiales dependen de la naturaleza del medio universal y son idénticos en una región del espacio. El grosor del núcleo de materia 3D del fotón es proporcional a su contenido de materia 3D. ver: viXra.org e-Print archive, viXra: 1312.0130, Nature Of Light
Las partículas de materia primarias en 3D están formadas por dos fotones, que orbitan entre sí en una trayectoria circular común. El tamaño radial y el contenido de materia 3D de la partícula de materia primaria 3D depende de la presión externa. El campo eléctrico primario es producido por fotones en partículas de materia primarias en 3D y está relacionado con la velocidad de la luz. Por lo tanto, la magnitud del campo eléctrico primario (carga eléctrica) es constante.
Todas las partículas de materia 3D superiores (partículas de materia 3D elementales, electrones, positrones, etc.) están formadas por partículas de materia 3D primarias. De ahí que sus campos eléctricos, campo magnético y campo nuclear sean de magnitud constante. Sin embargo, el trabajo intrínseco (representado por la energía) involucrado en su producción y los tamaños volumétricos dependen de su nivel de contenido de materia 3D. El contenido total de materia 3D en una partícula, que es variable, determina su masa y tamaño volumétrico. vea ‘MATERIA (Re-examinada)’.

Answer 5

La respuesta a su pregunta es similar a la respuesta a esta pregunta, que podría estar en un territorio algo más familiar:

¿por qué es la relación de la circunferencia al radio para todos los círculos, exactamente [math] \ pi [/ math]? ¿No debería haber ligeras variaciones?

Nuestro universo tiene una geometría particular y en esa geometría, la relación anterior simplemente “es” [math] \ pi [/ math]. Al igual que en las teorías de campo que son nuestra mejor descripción de los mundos cuánticos, las partículas simplemente “tienen” propiedades y no un rango de propiedades.

ps: me refiero a la geometría euclidiana; se me ocurre que la geometría real de nuestro universo es (hasta donde sabemos) un poco más compleja que eso (relatividad general) y no sé si eso hace que la proporción sea siempre diferente a [matemáticas ] \ pi [/ math]. Lo siento, no soy un experto en GR!

Answer 6

La “ligera variación en estas partículas” no es algo imposible. Pero como las partículas subatómicas no tienen individualidades, la variación de propiedades no es una pregunta que se debe hacer, sino que es una pregunta donde . En diferentes ubicaciones del espacio-tiempo y, lo que es más probable, en diferentes universos, las leyes físicas pueden experimentar algunas diferencias. Por ejemplo, se conjetura que el universo antiguo del Big Bang tenía una física bastante diferente a la moderna.