¿Qué son las partículas sin masa?

Las partículas que no tienen masa se llaman partículas sin masa. Esa es una respuesta muy vaga. ¿No es así? Después de todo, estoy usando el término “masa” para definir sin masa. Pero créeme, esa fue la respuesta durante mucho tiempo.

Hubo una explicación para la masa (de hecho, la definición sigue siendo la misma incluso ahora pero desde una perspectiva diferente). La definición estándar es que la masa es “algo” que ofrece resistencia al movimiento de un objeto.

Pero la pregunta es “¿Qué es esto?” ¿Es la tasa de cambio de algo con el tiempo? ¿O es el volumen de algo? ¿O que?

Se destaca que este “Algo” tenía que ser considerado como una “Propiedad fundamental” . (Aunque para los cuerpos, la masa podría considerarse como el número de partículas en el cuerpo, sin embargo esta definición falló para partículas individuales; ya que las partículas indivisibles no pueden estar formadas por otras partículas. Por lo tanto, se eligió para ser una propiedad fundamental de cada partícula).

Eso es muy desalentador, ¿verdad? Bueno, de repente, alguien llamado Peter Higgs dio una hermosa teoría que trata sobre el famoso Bosón de Higgs.

La teoría dice que el espacio nunca está vacío, sino que siempre está lleno de diferentes “Campos”, cuyas vibraciones dan lugar a las partículas elementales que conocemos.

Una analogía simple a esto puede ser el campo de deportes . Hay diferentes campos deportivos para diferentes juegos (como campo de fútbol, ​​campo de cricket, etc.). Cada uno de estos terrenos es factible solo para un deporte en particular (como un campo de fútbol nunca es adecuado para un partido de cricket). De manera similar, la vibración de un “Campo” particular (o específicamente Campo Cuántico) da lugar a solo una partícula elemental particular. El bosón de Higgs también es una vibración en el campo de Higgs.

Ahora considere una situación diferente en la que está observando una sala llena de personas que están ansiosas por visitar a los científicos.

1. Ves un barrendero entra por una puerta del pasillo. Nadie del público está interesado en él, por lo que nadie interactúa con él, y él pasa fácilmente al otro lado de la sala. Su movimiento no se resistió en absoluto.
2. Entonces ves a un profesor que es de cierta importancia. Muy pocas de las personas extremadamente curiosas comienzan a interactuar con él, y él siente que es difícil llegar al otro lado. Su movimiento se resiste un poco.
3. Ahora tienes al profesor Einstein entrando en el pasillo. Todos corren hacia él e interactúan mucho. Le resulta muy difícil pasar al otro lado. Su movimiento es altamente resistido.

Esto es lo que tiene que decir el Mecanismo de Higgs. Usted ve, algo que interactúa tiene su movimiento resistido. Cuanto más se interactúa, más obstáculos en su movimiento. Y esto es lo que aparece como la masa de las partículas. (Ver, la definición newtoniana de masa permanece intacta; esa masa es la resistencia ofrecida al movimiento).

En el ejemplo anterior, el barrendero, el profesor y Einstein son en realidad partículas diferentes , y el público forma el campo de Higgs . Cuanto más interactúa una partícula con el campo, más es su masa. Por ejemplo, el electrón interactúa con el campo de Higgs menos que el protón .

Ahora tenemos la respuesta a tu pregunta. La partícula que no interactúa en absoluto con el campo de Higgs (el barrendero en el ejemplo) no tiene obstáculos en su movimiento. Por lo tanto, tiene absolutamente cero masa. Esta es, por lo tanto, la definición de partículas sin masa .

PD No existe una teoría tal como la razón del origen de la carga (considerada como una propiedad fundamental). Si se encuentra, tal vez eso sería una revolución; y la gente diría “¡qué estúpido fue para los viejos físicos considerar la carga como una propiedad existente sin saber su origen!”

¡¡¡Gracias!!!

Una partícula sin masa se puede ver como un paquete de energía. Tome fotones por ejemplo. Cuando enciende una luz en un tablero fosfórico, se ilumina todo el tablero. Sin embargo, si disminuye la intensidad de la luz a casi cero, el tablero no se atenúa, solo se ilumina en puntos muy discretos. Esos puntos individuales son fotones emitidos por la luz y recibidos por la placa. Como resultado, sabemos que los fotones tienen propiedades de partículas por observación, pero no tienen masa.

Para comprender mejor el concepto, considere la famosa ecuación de Einstein, E = mc ^ 2. Esta ecuación dice que masa y energía son lo mismo. Como resultado, estas partículas sin masa pueden existir porque todas las propiedades de las partículas están en forma de energía.

Una partícula sin masa es un participio cuya subestructura es desconocida. Por lo tanto, se desconoce si está compuesto de otra partícula o no y su masa en reposo es cero. Estamos hablando de la masa en reposo o masa invariante. Las dos partículas menos de masa son fotones y (el portador del electroimán) y Gluon (el portador de la fuerza fuerte). El gluón nunca se observa como partículas libres porque están confinadas con hadrones (hechos de quarks y unidos por una fuerza fuerte). Un fotón es una partícula sin masa incluso cuando no está en el resto. El fotón nunca estuvo en reposo. E = MC ^ 2 no se aplica a la colocación. El fotón tiene energía y momento a pesar de ser partículas sin masa, esto se debe a que la energía y el momento dependen de la frecuencia y la longitud de onda, respectivamente. En esto, la partícula sin masa es en términos de masa en reposo o masa invariante. Las partículas en movimiento contienen masa, pero no se confunda con Photon (como se explicó anteriormente).

Respuesta corta: no tienen masa.

Ahora aquí está la larga respuesta. Las partículas obtienen su masa de la interacción con el campo de Higgs. Cuanto más fuerte interactúes con el campo, más masivo serás. Por ejemplo, un quark top es más masivo que un electrón porque interactúa más con el campo de higgs que con el electrón. Puedes pensar en el campo de higgs como un océano que llena todo el universo. El electrón puede ser un pez que enfrenta menos resistencia al agua que un nadador, que es el quark top porque el cuerpo de un pez está diseñado así.

Las partículas sin masa no interactúan con el campo higgs en absoluto, por lo tanto, no tienen masa. Es como un objeto hipotético que no enfrenta resistencia al agua cuando nada en el océano. Esto significa que pueden moverse a la velocidad de la luz. Ejemplos de partículas sin masa son fotones y gluones.

Las únicas dos partículas sin masa, que sabemos de todos modos, son fotones y gluones.

Los fotones (partículas de luz) son portadores de la fuerza electromagnética y los gluones son portadores de la fuerza fuerte.

Estar sin masa les permite viajar a la velocidad de la luz. Cualquier partícula con masa no puede alcanzar la velocidad de la luz.

Los fotones tienen energía pero tienen menos masa. Cuando descansan, su energía cambia a masa.