Respuesta corta pero excesivamente técnica : el modelo estándar es simétrico bajo el grupo SU (3) xSU (2) xU (1), por lo que cualquier partícula debe ser una representación de este grupo, o equivalentemente una representación de cada grupo en el producto; Además, dado que el SM es invariante de Lorentz, tiene que ser una representación del grupo de Lorentz. La mayoría de las partículas diferentes son representaciones diferentes, con la excepción de que las diferentes generaciones tienen partículas diferentes con las mismas representaciones (pero diferentes interacciones y de diferentes campos).
Respuesta breve y poco técnica, pero también inútil: cualquier forma en que las partículas pueden variar, lo hacen, y algo más para arrancar .
Respuesta más larga, con algunas inexactitudes técnicas menores: diferentes partículas emergen de diferentes campos. Los diferentes campos son simplemente cosas fundamentalmente diferentes, como una pelota contra otra. Pueden tener diferentes propiedades o pueden tener propiedades similares, pero sin embargo son diferentes bolas / campos. En consecuencia, cuando los campos dan lugar a partículas, dan lugar a partículas diferentes. [Inexactitud técnica: debido a las interacciones y las matrices de mezcla no diagonales, las partículas son en realidad superposiciones de ciertos campos, pero dado que las matrices de mezcla son en su mayoría diagonales, esta es una aproximación decente.]
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La masa es una de varias formas en que las partículas pueden diferir en sus propiedades (incluso si no es lo que las hace fundamentalmente diferentes). Carga, giro, sabor y carga de color son algunos otros.
Generalmente, las partículas difieren entre sí en propiedades por dos razones:
- Ellos [más precisamente, los campos subyacentes] “varían de manera diferente bajo cierta simetría” (con lo que quiero decir algo como: una partícula “se comporta como una línea”, ya que cambia si inclina la cabeza, y otra “se comporta como un punto” en que se mantiene igual, al menos vagamente hablando). Esto da lugar en primer lugar a diferentes “giros”, pero también a diferentes sabores, cargas y cargas de color.
- Tienen diferentes interacciones [no calibrado]. La única partícula capaz de tener interacciones [renormalizables] con otras partículas [sin calibre] [en el Modelo Estándar] es el bosón de Higgs (por razones técnicas), por lo que diferentes partículas pueden tener diferentes interacciones con los bosones de Higgs. Esto, correspondientemente, les da diferentes masas.
Sin embargo, dos cosas son importantes a tener en cuenta. En primer lugar, incluso si dos partículas tuvieran exactamente las mismas propiedades, si surgieran de campos diferentes, serían propiedades diferentes. En segundo lugar, un campo puede dar lugar a muchas partículas diferentes, y esas partículas pueden ser diferentes a pesar de surgir del mismo campo.
Descargo de responsabilidad: el “número de partículas elementales” está un poco vagamente definido, ya que con ciertas distinciones [materia / antimateria, por ejemplo] no está claro si debemos tratarnos como si tuviéramos una o dos partículas, por lo que cualquier cuenta particular de este tipo puede depender en una elección de convenciones.
