¿Cuánta masa de Higgs tengo?
Si me peso, estoy sobre $45$Kg. Ahora estoy clasificando la masa en dos categorías. Primero la masa debida a la energía que tengo. Significa energía cinética, potencial y potencial de quarks, etc. La otra categoría es la masa debido a la interacción de partículas con el campo de Higgs. Supongamos que quiero saber no la masa que tengo debido a la energía potencial del quark, sino a la interacción de la partícula con el campo de Higgs. ¿Cómo lo hago?
Respuestas
No hay un cálculo preciso que se pueda hacer. Si desea una estimación de orden de magnitud (reverso del sobre), la respuesta de Cosmas debería ser suficiente.
Para empezar, la masa no es una cantidad conservada al nivel que está discutiendo, donde las partículas elementales interactúan con el campo de Higgs . La masa es la longitud de los cuatro vectores que lo representan .
En segundo lugar, su masa de 45 kg proviene de la masa de la mecánica clásica, donde la masa es una cantidad conservada. .
¿Cómo se reconcilian estos dos? Esto se debe a que la mayoría de las partículas elementales que interactúan con el campo de Higgs están ligadas en estados ligados con una masa fija de cuatro vectores, llamados protones y neutrones, y esas masas son invariantes y, por lo tanto, la masa se conserva, y uno puede con un muy una buena precisión encuentra el número de protones + neutrones que componen su cuerpo, y el campo de Higgs no interactúa al nivel de estos estados límite.
Una parte de ti, está formada por electrones, y son partículas elementales y su masa se debe a la existencia del campo de Higgs y a la ruptura de la simetría electrodébil. . La masa del electrón se adquirió en el tiempo cosmológico , y es fijo, puede llamarlo debido al campo de Higgs si le hace feliz, pero sucedió una vez. Ahora, a partir del video, se puede estimar que su masa de 45 kg es 13,5 gramos debido a la masa intrínseca de los electrones. Además, para ser correcto con la relatividad especial, uno debe sumar los cuatro vectores de esos electrones a los cuatro vectores de los protones y neutrones, pero es simple considerar los átomos ligados como un todo, donde la masa es un fijo. cantidad conservada.
Entonces, es la unión mecánica cuántica en configuraciones estables de partículas elementales en nucleones y átomos lo que permite la conservación y estabilidad de la masa.
Por tanto, los porcentajes que prevé no son estrictamente calculables. Incluso la pregunta mucho más simple de "cuánto depende la masa del protón del campo de Higgs no puede responderse, ya que el protón es un estado ligado complicado como se ve en este artículo , con innumerables cuatro vectores agregados para crear el estado ligado". El% estimado de Cosmas también se aplicaría, estadísticamente).
El Higgs "permite" aproximadamente 0,45 kg de su masa.
Aquí está la parte posterior del cálculo del sobre, una práctica de Fermi para eliminar primero lo que no es esencial. Puede que le lleve toda una vida perfeccionar y definir el punto.
Lo que el acoplamiento de Higgs Yukawa ve en usted es la masa del electrón, 0.5 MeV, y las masas actuales de sus quarks arriba, 2.2 MeV y abajo, 4.7 MeV . (WP y la mayoría de los videos le recuerdan que esta es una pequeña fracción de los nucleones involucrados, la mayor parte de cuyo peso es atribuible a la ruptura de la simetría quiral en QCD, "pegamento y$q\bar q$ pares ", excluibles aquí).
Ustedes son principalmente agua y moléculas orgánicas, y sus cenizas potenciales no son tan importantes. Entonces, supongamos que eres algo así como oxígeno, en promedio, por lo que un promedio de protones y neutrones, por lo tanto, tus nucleones son una mezcla igual de altibajos, por lo que el porcentaje de masa inducida por Higgs en tu átomo de oxígeno es$$ \frac{8(0.5+3\times 2.2+3\times 4.7)}{16000}\approx 1\%, $$por lo que el Higgs "permite" aproximadamente 0,45 kg de su masa; puede jugar con la composición elemental y los detalles, si lo desea, pero este es el orden de magnitud burdo que supongo que está preguntando.