¿Por qué el descubrimiento del Higgs no ha invalidado la relatividad de Einstein, es decir, m = e / c ^ 2?

Porque prácticamente, los dos son de diferentes teorías.

Hemos logrado identificar 4 fuerzas diferentes en la naturaleza:

  • Electromagnetismo (originalmente pensado para ser electrodinámica y magnetismo). Esta fuerza es responsable de la electricidad. Pero también para cosas más oscuras, como la fuerza repelente que sientes cuando presionas algo.
  • Fuerza débil Esta es la interacción responsable de la desintegración radiactiva de las partículas subatómicas.
  • Fuerza potente. Esta fuerza es responsable de la estabilidad de la materia ordinaria (piense en los átomos). Asegura que los quarks se mantengan unidos para formar materia estable.
  • Gravedad. Esta es la “fuerza” responsable de la curvatura del espacio-tiempo.

Como sabrán, tenemos dos marcos para la naturaleza:

  • Relatividad general. Lo que nos dice cómo las curvas espacio-temporales en presencia de energía, es crucial cuando trabajas en escalas muy grandes o para física de alta energía (piensa en la cosmología, los viajes espaciales).
  • Teoría del campo cuántico. Esto nos da una descripción de cómo funciona todo en escalas muy pequeñas (como quarks, átomos y similares)

Para las primeras tres fuerzas (Electro, Débil, Fuerte), tenemos una buena descripción cuántica mecánica. Sabemos cómo interactúan las fuerzas con otra materia, cómo interactúan entre sí, etc.

Para la última fuerza (gravedad), tenemos la relatividad general. Nos dice cómo se curvará el espacio-tiempo debido a la energía, y eso da como resultado la fuerza (aparente) que llamamos gravedad.

Hay áreas donde cualquiera de esos marcos gobierna supremamente. Sin embargo, también hay un área en algún lugar en el medio donde cada marco predice algo más. En esencia, no están de acuerdo en algún lugar en el medio. (Esto puede deberse a un montón de razones diferentes, lo más probable es que comprendamos esas técnicas o el hecho de que esas teorías deben ampliarse en una más superpuesta).

Hasta ahora todo bien, realmente no responde a su pregunta. Sin embargo, el campo de Higg pertenece al marco de la teoría del campo cuántico. Fue la última pieza del rompecabezas de The Standard Model y encaja perfectamente con la explicación de esas tres fuerzas.

Para comprender cómo el campo de Higg da masa a las partículas, considere un baño lleno de agua. Un objeto que no tiene masa corresponde a un objeto que no tiene resistencia al agua: no siente nada de agua y siempre viajará a la velocidad con la que comenzó. Las partículas que tienen masa corresponden a objetos que tienen resistencia al agua: los objetos más pesados ​​corresponden a objetos que tienen mucha resistencia al agua.

Básicamente, el campo de Higg proporciona un tipo de fricción para las partículas. Mientras más partículas reaccionan con ese campo, más resistencia sienten, más lentamente comienzan a moverse. Llamamos a esta masa.

La masa en la relatividad general es un poco diferente. Es responsable (junto con la energía) de la curvatura del espacio-tiempo.

El vínculo exacto entre ellos probablemente aún se desconoce, debido al hecho de que a la teoría de campo cuántico y la relatividad general no les gusta trabajar juntos.

Como otros han dicho, el mecanismo de Higgs es predicho por el Modelo Estándar. Ahora, el modelo estándar es un conjunto de teorías de campo cuántico. La teoría del campo cuántico es un matrimonio de mecánica cuántica y relatividad especial. La fórmula [matemáticas] E = mc ^ {2} [/ matemáticas] o la fórmula más general [matemáticas] E ^ {2} = p ^ {2} c ^ {2} + m ^ {2} c ^ {4} [/ math] se predice por relatividad especial. Entonces, todas las partículas predichas por el Modelo Estándar obedecen esta fórmula. Por lo tanto, se supone que el bosón de Higgs no viola esta fórmula.

Pero abordaré su confusión real que se trata de la masa de partículas. El mecanismo de Higgs es un mecanismo mediante el cual SOLO las partículas fundamentales del modelo estándar adquieren masa. Estas partículas incluyen leptones, quarks, los bosones electrodébicos y el propio bosón de Higgs. Ahora la relatividad especial no habla de cómo se adquieren las masas. Simplemente dice cómo se relacionan la masa y la energía.
Por otro lado, la relatividad general retrata la masa (energía) en un sentido diferente, la relaciona con la curvatura del espacio-tiempo y define la interacción gravitacional en ese contexto. Incluso si hay una conexión entre el mecanismo de Higgs y la relatividad general, es desconocido para nosotros. Insto encarecidamente a todos a evitar la analogía de “melaza” o “fricción” para el mecanismo de Higgs, es una analogía errónea y engañosa. Para comprender el mecanismo de Higgs de la manera correcta, lea
La respuesta de Barak Shoshany a ¿Qué es el mecanismo de Higgs? ¿Cómo da masa a las partículas?

El modelo estándar (del cual forma parte el Higgs) es una consecuencia de la teoría del campo cuántico. La teoría del campo cuántico es una consecuencia de la fusión de la mecánica cuántica, la relatividad especial y la electrodinámica. Por lo tanto, la equivalencia masa-energía está incorporada en el modelo estándar.

Como otros han mencionado, la partícula de Higgs se predice mediante el modelo estándar de física de partículas, que se basa en la forma relativista especial de la mecánica cuántica.

Un punto que a menudo se entiende mal es que el campo de Higgs no da masa a todas las partículas y, por lo tanto, no da masa a todo lo que vemos.

En el modelo estándar, se predice que el fotón no tiene masa. El campo de Higgs da masa a las tres partículas que median la fuerza débil, las partículas W + W – y Z.

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