¿Hay una línea de tiempo del campo de Higgs de taquiónico a masa real?
Estoy agradecido por las respuestas muy útiles que recibí en mi pregunta original sobre el campo de Higgs.
¿Por qué el campo de Higgs tiene forma de sombrero mexicano?
- ¿Qué dice la física cuántica sobre el determinismo?
- ¿Qué pasa si alguien cambia el pasado viajando en el tiempo, afecta el presente o crea otro universo paralelo de acuerdo con los cambios?
- ¿Cómo se percibió la ecuación de Schrodinger prenatal?
- En la mecánica cuántica, ¿cambian realmente las mediciones con respecto al observador?
- ¿Alguien ha tratado de explicar la medición cuántica como evolución unitaria seguida de rastrear los subsistemas apropiados?
Todavía estoy tratando de entender el contexto en el que el campo de Higgs cae desde su vacío falso máximo en cero a su vacío verdadero mínimo en menos de cero. Sé que las matemáticas validan todo esto, pero luego las matemáticas validan todo y no es una respuesta muy satisfactoria si aún no lo entiendes.
¿Existe una línea de tiempo de la evolución del campo de Higgs desde su inicio, a través de la fase taquiónica (si es una fase) hasta su etapa final como un campo de “carga” de masa real? ¿Y alguien puede explicar cómo funciona este proceso de manera bastante intuitiva? ¿Qué viene primero, la etapa taquiónica o la etapa de ruptura de la electroválvula, o funcionan juntos? ¿Por qué el campo de Higgs se volvió taquiónico en primer lugar?
Una mezcla de lo que he leído hasta ahora:
Esta es una línea de tiempo muy básica del universo desde el Big Bang hasta la época de electrodébil :
0 a 10-43 segundos:
Era de tablones. Las 4 fuerzas se combinaron en una fuerza fundamental.
La temperatura del universo es de 10 ^ 32 grados centígrados.
10-36 segundos:
Gran unificación. La fuerza de gravedad se separa y se crean partículas fundamentales.
10-32 segundos:
Época inflacionaria. Separación de fuerza nuclear fuerte. El universo se expande rápidamente. El universo es del tamaño de una toronja.
10-12 segundos:
Época electrodébil. W, Z y bosones de Higgs creados. Creación del campo de Higgs.
El campo de Higgs se vuelve taquiónico.
La simetría se rompe por condensación y los bosones W&Z adquieren masas.
El campo de Higgs adquiere espontáneamente un VEV, que rompe la simetría de electroválvula.
Cómo funciona todo:
Época previa a la electroválvula, el universo todavía estaba muy caliente y el potencial para el campo de Higgs parece una “U” o un tazón. Su energía mínima se encuentra en el origen, por lo que su valor de vacío es cero, parecido a la mayoría de los otros campos de fuerza. (Sin embargo, el campo de higgs no es un campo de fuerza, ya que no imparte fuerza, aunque contiene carga: electroválvula e hipercarga).
A medida que el universo se expande y se enfría, hay una temperatura crítica a la que la forma de la función de energía potencial cambia a una forma de “W” o forma de sombrero mexicano. A medida que la temperatura se enfría, debido a las nuevas ecuaciones, el campo de Higgs tiene una energía menor cuando la materia tiene masa que cuando no. El campo de Higgs estaba originalmente en el máximo local (en la parte superior del punto central en la “W”) en lugar de en el mínimo (en uno de los puntos en la parte inferior de la W), por lo que la curvatura del potencial tiene el signo opuesto. El campo de Higgs está en un falso vacío. Si mides excitaciones alrededor de este punto, obtienes m2 es menor que 0, y una partícula con una masa menor que cero sería un taquión.
Es aquí donde se dice que el campo de Higgs es taquiónico, pero ¿fue esto solo por un breve momento? Cuando un campo de masa al cuadrado es negativo, esto significa que el campo está en el punto máximo inestable (en la parte superior del punto central de la W).
Un campo taquiónico es un campo cuántico con masa imaginaria, que conduce a la inestabilidad. Una vez que el campo taquiónico alcanza el mínimo del potencial, o el verdadero vacío, sus cuantos ya no son taquiones sino partículas ordinarias con un cuadrado de masa positivo, como el bosón de Higgs.
Una forma intuitiva de pensar sobre esto (pero quizás no de la manera correcta) es suponer que un campo taquiónico, que tiene una masa imaginaria o negativa, también tiene una inercia negativa al ser desplazado de su posición. En otras palabras, el campo taquiónico no tiene más remedio que “rodar” hacia el valle inferior del potencial del sombrero mexicano, su verdadero vacío. Al ser taquiónico, “cae” en lugar de “resistir” la aceleración. Hay un número infinito de gradientes potenciales para que se enrolle, en los pozos de la W. Como dije, esta podría no ser la interpretación correcta, pero me resulta muy útil tratar de imaginar lo que está sucediendo físicamente cuando lees sobre “el mármol rodando por el gradiente en su VEV”.
