¿Cómo ralentiza el campo de Higgs las partículas? ¿Cuál es el mecanismo físico que afecta más a algunas partículas que a otras?

Según nuestra comprensión actual, lo que hace el campo de Higgs es literalmente hacer que las partículas con las que interactúa se vuelvan masivas. En términos de teoría de campo, el término en lagrangiano que representa la interacción entre el campo de Higgs y otra partícula se convierte en un término de masa para esa partícula cuando el campo de Higgs adquiere su constante “valor de expectativa de vacío”. Lo que es único sobre el campo de Higgs (en nuestra experiencia) y le permite hacer esto es el hecho de que tiene un giro mecánico cuántico cero. Por lo tanto, sus interacciones tienen una forma que difiere de la forma en que interactúan todas las otras partículas que hemos descubierto.

Para responder a la segunda parte de su pregunta: los físicos de partículas entienden por qué el campo de Higgs interactúa con algunas partículas y no con otras. Tiene que ver con si las partículas tienen una carga que les permite interactuar con el campo de Higgs (al igual que solo las partículas cargadas eléctricamente pueden interactuar directamente con un fotón). Pero no tenemos una respuesta a la pregunta más sutil sobre por qué, entre las partículas con las que interactúa el campo de Higgs, algunas son más afectadas por el campo de Higgs que otras. Esta sigue siendo una pregunta de investigación abierta y de vanguardia.

La analogía sobre el movimiento de objetos a través de la melaza pretende transmitir dos cosas. Primero, que las interacciones de un objeto con un medio de fondo pueden afectar el comportamiento del objeto o sus propiedades aparentes. En segundo lugar, que diferentes objetos pueden interactuar en diferente medida con el medio de fondo y, por lo tanto, verse afectados en diferentes grados. Pero eso es realmente todo lo que transmite. No existe una correspondencia uno a uno entre cómo la melaza viscosa interactúa con un objeto que se mueve a través de él y cómo una partícula elemental interactúa con el campo de Higgs. En algún momento, las analogías entre el mundo subatómico, el mundo cuántico y los objetos macroscópicos en la vida cotidiana tienden a fallar … y hemos llegado al límite de esta analogía.

En la teoría cuántica de campos, todo es un campo, incluso las partículas y los campos interactúan. Es decir, se afectan mutuamente. (Matemáticamente, esto se describe mediante un término de interacción en las ecuaciones de campo). No preguntamos por qué la gravedad tira de los objetos de regreso a la Tierra, aceptamos que el campo gravitacional interactúa con los campos que forman una manzana o una nave espacial. No preguntamos por qué el campo eléctrico de un núcleo mantiene los electrones (en realidad, cuantos del campo de electrones) estrechamente alrededor del núcleo, aceptamos que el campo eléctrico afecta el movimiento de los electrones.
Lo mismo es cierto del campo de Higgs. En mi libro (ver Comprender la física a través de la teoría cuántica de campos) cito a Sean Carroll de la siguiente manera:
Hay un espacio de relleno de campo de Higgs que interactúa con las partículas que se mueven a través de él y les da masa … el bosón de Higgs es la partícula que observamos cuando interactuamos con una vibración en ese campo. Ambas ideas son parte de la teoría cuántica de campos, que generalmente no tratamos de explicar en las divulgaciones de física. – Sean Carroll, “Cómo explicar el mecanismo de Higgs”, 2012.
Desafortunadamente, el Sr. Carroll no mencionó que las partículas que se mueven a través de él también son “vibraciones” en un campo, es decir, son cuantos de campo, al igual que el bosón de Higgs. El mecanismo de Higgs representa otro triunfo para QFT, mostrando que los campos son fundamentales, no las partículas. Por cierto, no muchas personas, incluso los físicos, saben que el mecanismo de Higgs fue sugerido por primera vez por mi héroe, Julian Schwinger. Para dar otra cita de mi libro:
El mecanismo de Higgs fue sugerido anteriormente por Schwinger en el mismo artículo donde introdujo la ecuación V y A (“Una teoría de las interacciones fundamentales”, Annals of Physics, vol. 2, 1957). Al igual que el descubrimiento de VA, esta contribución de Schwinger también se olvida en gran medida.

Primero, el campo de Higgs sigue siendo un concepto teórico. Es cierto que se ha encontrado un bosón que se ha interpretado como el bosón requerido, pero en mi opinión sigue siendo necesario confirmar que el concepto teórico es seguido por la naturaleza. Se está dedicando una cantidad considerable de trabajo adicional en el Gran Colisionador de Hadrones a esta tarea, por lo que creo que muchos físicos reconocerán que se requiere más trabajo. Por supuesto, bien puede confirmarse, pero no debemos adelantarnos demasiado.

Supongamos que se confirma el mecanismo de Higgs. Según tengo entendido, el campo de Higgs transmite masa a partículas elementales. Sin embargo, no hace nada a la velocidad, y solo se permiten ciertos valores de masa. No ralentiza nada, y las leyes de conservación del momento y la energía, que implican términos de masa, siguen siendo válidas. Además, tengo gran fe en que seguirán siendo válidas, porque dependen de las simetrías del espacio y el tiempo (con modificaciones para la relatividad general donde el espacio-tiempo se altera).

La partícula / campo de Higgs está bastante lejos de ser confirmada. Desafortunadamente, la física en el siglo XXI se ha convertido en un grupo de viejos inventando matemáticas locas y luego chocando las manos. He visto esto DE PRIMERA MANO. Haré referencia a su trabajo si usted hace referencia al mío. Se ha convertido en nada más que un buen club de muchachos. Pero, no va a obtener una respuesta directa de nadie más (todos tratarán de “atontarlo” con anaolgias inexactas, porque eso es lo que hacen en el club de física de los buenos chicos para hacer que todos los demás se vean tontos )

Bien, esencialmente, de acuerdo con el buen club de niños, existe una función continua (el “campo de medición”) que describe cómo todas las partículas obtendrán sus diversas propiedades. El campo de Higgs rompe la simetría del medidor en 3 de las 4 dimensiones del campo del medidor, y la forma en que se rompe esa simetría hace que la partícula caiga en un mínimo local particular (un pozo potencial) del campo del medidor que describe sus propiedades , incluyendo giro, carga y masa. Es así de simple.

Ahora, lo que no entiendo es por qué necesitan todo este esquema elaborado en primer lugar. Realmente no explica nada, y han agregado toda esta enorme complejidad solo para asignar algunas propiedades a las partículas. La verdad es que NO TENEMOS IDEA por qué las partículas tienen las propiedades que tienen y realmente no tiene por qué ser una buena razón, si llevamos la mecánica cuántica a sus extremos lógicos, solo podemos decir que las cargas, los giros y las masas de las partículas fueron determinadas por la naturaleza no determinista de la mecánica cuántica al comienzo del tiempo. Entonces ya terminaste. No se necesita Higgs. No se necesitan tonterías de campo de calibre. La navaja de Occam hace que este enfoque gane por un deslizamiento de tierra, y en los últimos años algunos investigadores han propuesto esto. Cada vez es más claro que no solo tenemos que considerar la “elegancia” de una solución, sino su complejidad computacional realmente calculada. ¿Qué es más simple, un programa de 5 líneas que explora todas las posibilidades, o un programa de 10000 líneas que usa matemáticas complejas para crear campos continuos? La respuesta es clara.

Las especulaciones que se han elaborado en explicaciones presentadas por los discípulos de Higg, deberían gravar la credulidad de incluso los seguidores más fieles. La teoría de Higg es un ejemplo estelar de la ciencia que se ha ido en el camino hacia la ciencia alternativa.

Su sugerencia es incorrecta y
no tiene nada que ver con ningún mecanismo o evidencia de que alguien que sea científico haya sugerido que es realmente el caso, por lo que cualquiera puede decir.

Nada de lo que alguien entienda hará que una partícula se desacelere con respecto a cualquier otra partícula sin masa.

El campo de Higgs es una simetría aproximada de la naturaleza que puede explicar por qué las cosas realmente se miden para comportarse a medida que son masivas.

No existe ningún ejemplo para el que una partícula sea masiva, pero que viaje a la velocidad de la luz.

La analogía con un jarabe es engañosa ya que el campo de Higgs no ralentiza las partículas en movimiento como podría sugerir esta comparación. Las partículas solo adquieren masa (por lo que la inercia) y eso es todo.

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