¿Encontrará la física algo más pequeño que el quark? ¿Las cuerdas son más pequeñas que los quarks, o las cuerdas son solo una forma diferente de pensar sobre la materia?

TL; DR: Predecir el futuro o adivinar qué descubrimientos inesperados haremos es difícil, pero es posible que descubramos que los quarks son compuestos.

Esta es una excelente pregunta; Sin embargo, los detalles sobre por qué es difícil son un poco técnicos.

Qué se entiende por tamaño:
Lo primero que debemos abordar es la pregunta “¿Qué queremos decir con el tamaño de un quark?” La noción del tamaño de una partícula elemental es un poco delicada y sutil, y existen numerosas definiciones de tamaño, pero una clase de definiciones será significativa para esta discusión.

Existe la longitud de onda de Compton que es [math] \ lambda _ {\ text {c}} = \ hbar / mc [/ math]. Esto realmente no es una definición útil de tamaño, porque un electrón tiene una longitud de onda Compton de 300 fm [1], pero todavía se considera una partícula elemental sin subestructura. [2] Otro tamaño podría ser la longitud de onda de De Broglie [matemáticas] \ lambda _ {\ text {dB}} = \ hbar / p [/ matemáticas]. Sin embargo, esto depende del impulso de una partícula y, por lo tanto, depende del marco, por lo que definitivamente no es una definición útil.

Hay nociones más invariantes de tamaño que son más sutiles y avanzadas, como el radio de carga de una partícula [3]. Estas definiciones de tamaño son las que nos dicen que un electrón es (todavía) una partícula puntual, mientras que el protón y el neutrón son partículas compuestas con tamaños de 1fm.

Si es teóricamente posible:
Se ha trabajado mucho para hacer las diversas partículas del compuesto del Modelo Estándar. Todas las partículas del modelo estándar son, en última instancia, sin masa en un nivel fundamental y luego adquieren masa a través de la dinámica [4]. La obtención de partículas compuestas sin masa es muy difícil, los modelos típicos de estados unidos requieren que los constituyentes sean masivos y que los estados unidos tengan masas que son aproximadamente la suma de las masas constituyentes. Muchos modelos preon que datan de la década de 1970 son de esta variedad y, por lo tanto, son más mortales que una uña.

Ha habido mucho trabajo a lo largo de los años sobre cómo hacer esto y muchos teoremas de no ir. La restricción más importante es la coincidencia de anomalías ‘t Hooft, que está más allá del alcance de esta discusión pero vale una pregunta de Quora por separado. Hay modelos realistas que tienen los fermiones del modelo estándar como compuestos. Hay dos clases de estos modelos (no se trata de una dicotomía estricta).

La primera clase de teorías son los modelos Randall-Sundrum o teorías de campo conforme. En estas teorías, los fermiones del Modelo Estándar son parcialmente compuestos (o en el caso del quark top, casi completamente compuestos). En estas teorías, no es posible pensar en las partículas compuestas como estados unidos de partículas elementales en absoluto, más bien extraño, lo sé. Los gluones, los fotones y los bosones vectoriales débiles son todas partículas elementales en estas teorías.

La segunda clase de teorías está mucho más en línea con las ideas preónicas, pero satisface todas las limitaciones conocidas para producir partículas compuestas sin masa. En estas teorías, es posible identificar los componentes originales, que también fueron sin masa. Estas teorías se combinan muy bien con las teorías de ruptura de la supersimetría y se propusieron originalmente a fines de la década de 1990 y recientemente han estado de moda [5]. Las versiones supersimétricas de estas teorías con frecuencia se someten a la dualización de Seiberg [6], donde una teoría se fortalece en una escala de energía, como QCD, y luego surge una versión débilmente acoplada a bajas energías. En algunas de estas teorías, los gluones, los fotones y los bosones vectoriales débiles pueden ser partículas compuestas, aunque no es fácil identificar sus constituyentes originales, que a menudo son configuraciones de campo no locales.

Línea de fondo:
Entonces es teóricamente posible. Ahora, cuán probable es, bueno, estas no son las teorías más simples, pero tienen elementos que son convincentes. Yo diría que no es probable, pero seguiremos buscando evidencia de que exista una subestructura para los quarks.

[1] 1 fm = 10 ^ -15 m
[2] La longitud de onda de Compton es la escala de distancia en la que si intentas sondear una partícula, los efectos cuánticos relativistas comienzan a ser importantes.
[3] La respuesta de Jay Wacker a ¿Qué quieren decir los físicos cuando dicen que un protón, un quark u otra partícula subatómica tiene un tamaño?
[4] Se producen dos procesos para dar a las partículas un elector de masa que rompe la simetría débil (ver Campo de Higgs) y confinamiento QCD (ver Cromodinámica cuántica).
[5] Véase hep-ph / 9712389 o más recientemente arXiv: 1009.2088 [hep-ph]
[6] Otra buena pregunta / tema de Quora

No soy físico, pero mi conocimiento aficionado me dice que hemos llegado a un punto en la física donde el significado del espacio está en cuestión. Si ni siquiera sabemos qué es el espacio, ¿cómo definimos “grande” versus “pequeño”? ¿Cómo podemos definir entidad?

Si la agitación en mi estómago puede afectar algo a varios millones de años luz de distancia (enredo cuántico), ¿significa que soy muy grande? ¿O al menos es parte de algo grande? ¿Por dónde empiezo y termino? No lo sabemos

Es por eso que tantos místicos y filósofos se sienten atraídos por la física moderna, porque nuestros científicos aún pueden observar gran parte del universo. Es realmente difícil (al menos para mí) imaginar un mundo donde las cosas no tengan altura, anchura y longitud, y poder ver el universo con una definición más general de tamaño, una que sea muy diferente de a lo que estamos acostumbrados

Esta nueva definición del tamaño probablemente vendrá de la teoría de la comunicación en lugar de la física.

Las cuerdas son algo que forman quarks.

Las cuerdas vibran a diferentes frecuencias, lo que resulta en diferentes partículas como quarks, gravitón (aún imaginario), bosones, etc.

La teoría de cadenas hasta ahora explica todas las posibilidades del modelo estándar, pero el problema es que las cadenas muestran muchas más desviaciones de las requeridas que son inexplicables.

es decir: muestran los resultados adicionales que el modelo estándar que aún no se han explicado.

Las cuerdas son una forma diferente de ver la masa porque la tensión en las cuerdas es similar a la masa.

Espero que hayas recibido tus respuestas.

Saludos

Sharmaji

La idea de la teoría de cuerdas es que las partículas elementales conocidas actualmente son en realidad diferentes estados vibratorios de cuerdas abiertas o cerradas. Las longitudes de las cuerdas son del orden de magnitud de la escala de Planck, por lo que son bastante pequeñas y, sin embargo, son más grandes que las partículas puntuales, que es lo que serían los quarks y los electrones en el modelo estándar actual.

Así que si la teoría de cuerdas es correcta, sería reemplazar los 12 fermiones elementales (los quarks y leptones) y los 12 o así bosones que median las fuerzas con sólo 2 tipos de cadenas – cadenas abiertas con dos puntos finales y cuerdas cerradas que son bucles. Son los diversos modos vibratorios de estos dos tipos de cuerdas los que dan como resultado las partículas elementales del modelo estándar. Por lo tanto, reduce más de 20 partículas elementales a solo 2 cuerdas (¡en 11 dimensiones, por supuesto!).

Sin embargo, se cree que las cadenas en sí no tienen componentes más pequeños. Las ventajas que tiene la teoría de cuerdas es que es posible unir las 4 fuerzas fundamentales (nuclear fuerte, electromagnética, nuclear débil y gravitación) en una sola teoría. Esto no parece ser posible con partículas elementales puntuales: hay demasiadas divergencias con las que lidiar cuando se incluye la gravedad.

Como dijo Jacob Jensen en su respuesta, no está claro cuándo, cómo o incluso si podríamos encontrar una verificación experimental de la teoría de cuerdas, ya que la energía requerida es muchos órdenes de magnitud más alta que los aceleradores de partículas actuales como el LHC. Entonces, si hay componentes dentro de las cuerdas, se requerirían energías aún mayores para “romper” la cadena en cualquier componente posible. Por lo tanto, en cierto sentido, la teoría de la física actual sólo ve las cadenas en el horizonte.

En un documento presentado recientemente al Diario de Física Teórica, se propone por el autor (Mahmoud Nafousi) que todas las partículas subatómicas incluyendo bosones (o tal como se definen en el documento como espacio de partículas) están hechas de dos tipos de partículas de energía primaria. El primer tipo tiene la forma de Singularidades ubicadas en los núcleos de las partículas subatómicas. Se definen como partículas de energía con un radio de longitud de Planck que gira a la velocidad de la luz en sentido horario (CW) o antihorario (ACW). Todas las partículas de Fermiones de primera generación tienen seis de estas singularidades. La dirección neta de su giro determina la carga eléctrica de las partículas subatómicas como se muestra en la tabla a continuación.

El segundo tipo de partículas de energía elementales son las cuerdas vibrantes de energía igual a la constante de Planck. Estas cadenas de energía forman las nubes de energía de las partículas subatómicas cuando asumen su momento de rotación orbital alrededor de sus radios de singularidades. Estas cadenas de pantalla de energía media vuelta, dejaron helicidad mano derecha o mano.

A continuación se muestra una lista de algunas de las partículas subatómicas y el número de singularidades (hilanderos) en sus núcleos y la dirección de sus espines. La tabla también muestra la helicidad de las cadenas de energía que componen las partículas subatómicas.

Partículas subatómicas. CW. ACW. Cargo de Helicidad

Positrón. 6. 0. R-entregado. +1

Hasta Quark. 5. 1. R-entregado. +2/3

Anti Down Quark 4. 2. R-entregado. +1/3

Anti Neutrino. 3. 3. R-entregado. 0 0

Neutrino 3. 3. L-mano. 0 0

Abajo Quark. 2. 4. L-mano. -1/3

Anti Up quark. 1. 5. L-mano. – 2/3

Electrón. 0. 6. L-mano. -1

Para convertir los hiladores de dividir la carga por el número “6”. Por ejemplo, la carga Quark ascendente = + 5 / 6-1 / 6 = + 4/6 = + 2/3 Carga.

Las reglas para las interacciones de partículas subatómicas son:

Reglas para Quarks que cambian los sabores dentro del confinamiento de la fuerza fuerte. Estas reglas se aplican a todas las interacciones de partículas subatómicas.

Regla uno: solo las partículas subatómicas con diferente Helicidad se involucran en el cambio de los Sabores o en la Aniquilación / Creación

Regla dos: Helicity y Singularities se conservan.

Tercera regla: Todos los primeros fermiones generación deben siempre tener 6 hiladores

Para todos los interesados en el correo electrónico por favor manuscrito completo [email protected]

Jay dio una gran respuesta – Voy a añadir sólo algunas cosas … tamaño disminuye al aumentar el contenido de energía (Tiene que ver con algo que se llama el tiempo de ciclo de desplazamiento – lo que está siendo desplazada es la energía E0 del espacio-tiempo, más rápido será el desplazamiento tiempo de ciclo, más energía se requiere para lograr los desplazamientos) – fácilmente tomamos nota de esto en el “tamaño” de un fotón. Cuanto menor sea la longitud de onda, más energía de los fotones. Así que si los quarks tienen más energía, sino que también tendrán un radio más pequeño. Los físicos no conocen actualmente la estructura interna de los quarks o electrones: estas son las partículas más fundamentales de la materia, se cree que son partículas puntuales … Eso cambiará pronto. Además, toda la materia normal está hecha de electrones y quarks ascendentes como los bloques de construcción fundamentales. El quark down es la primera partícula de combinación y se compone de un quark up y un electrón. El protón está compuesto de 3 quarks ascendentes que forman un anillo quark ascendente y en el centro del anillo hay un electrón que lo estabiliza.

Esta respuesta y otras se pueden encontrar en un libro de texto de física básico titulado “La entidad de Dios: la teoría de todo de Gordon”. El material cubierto en este libro representa un curso faltante del plan de estudios de física de pregrado que debe tomarse después de Física II y antes de los cursos de Relatividad y Mecánica Cuántica. La teoría de todo de Gordon establece la base correcta sobre la cual todo el campo de la física necesita ser reconstruido; modificando los postulados utilizados para derivar GR y QM y finalmente uniéndolos.

Todas las partículas elementales en nuestro ÚNICO 3 universo de Fermi-Families con solo 26 elementos diferentes. Partículas TODAS elem. ¡Las partículas deben tener un giro conservado distinto de cero en la dirección del movimiento! De lo contrario, ¡la energía requerida es proporcional a una frecuencia detectable o no simplemente no puede ser posible!

Al describir elem. Partículas matemáticas. Explícitamente, elem. partículas simplemente no puede ser analizada como 1D-Point-Partículas!

¡Al final del verano de 1911 Albert Einstein – Wikipedia por primera vez discutió su teoría de GR con otros físicos teóricos alemanes en Alemania mismo! Y estos físicos señalaron a Albert E. a las publicaciones de Relatividad general: ¡Wikipedia!

Las matemáticas. Extensiones medias de elem. Las partículas son matemáticas. Igual a s * Proporción dorada – Wikipedia * Longitud de Planck – Wikipedia con s el doble giro de medio entero s = {1/2, 3/2} de Fermiones elementales o también el giro entero doble s = {1,2} de cualquiera el ‘único’ Gravitón simétrico o la 4D-espacio-tiempo estándar analizado Simetría de calibre del llamado Modelo estándar: U (1) x SU (2) x SU (3)!

Las matemáticas. EL MÁS PEQUEÑO ¡Las partículas deben ser los spin1 / 2 neutrinos elementales de la primera familia más ligera de fermiones, los llamados neutrinos de electrones!

Por supuesto.

Demócrito postuló que la partícula más pequeña de la materia es el átomo. Esto se mantuvo durante más de 2000 años. Luego, en 1897, JJ Thompson encontró el electrón y nos dio el modelo del átomo. Ernest Rutherford descubrió que el átomo es en su mayoría un espacio vacío porque tiene un pequeño núcleo orbitado por electrones aún más pequeños. También descubrió que el núcleo está hecho de protones más otra cosa que James Chadwick descubrió que era el neutrón en 1932.

En 1964, Murray Gell-Mann y George Schwiez descubrieron que los nucleones estaban compuestos de quarks. Ahora los científicos se preguntan si los quarks tienen subestructura. Por ahora este es el final de la línea; Pero no está cerrado. Ya, la teoría de cuerdas postula que la materia está hecha de cuerdas vibratorias muy, muy pequeñas que son enormemente muchos órdenes de magnitud más pequeños que un electrón. Pero esta teoría lleva más de 30 años en desarrollo y no han avanzado más. Para mí, este no es un iniciador porque usa demasiadas dimensiones (10 u 11).

Los científicos (más específicamente, los físicos de partículas) no siguen encontrando cada vez más pequeños.

Las partículas más pequeñas son de punto como, no tienen el tamaño, y están bastante bien comprendidos – quarks (que son las partículas constituyentes de neutrones y protones), neutrinos y electrones (y leptones en general) son todas las masas puntuales.

En todo caso, las partículas recién descubiertas tienden a ser cada vez más grandes, o más bien más masivas. Se necesitan aceleradores de partículas de energía más altos para crear partículas elementales de mayor masa.

No soy físico, así que no tiene sentido preguntarme. Excepto que Feynman dijo algo así como que no sería ciencia si supieras lo que estás buscando. Entonces, por supuesto, nadie lo sabe en última instancia. Se necesitan energías / temperaturas cada vez más altas para sondear, por lo que es una limitación obvia. También depende de tu teoría. En la teoría de cuerdas, las cuerdas son fundamentales.
La física actualmente parece que están jugando con un juego de química de quark-gluon. Actualmente haces un cóctel con una base de Higgs, condensas algunos quarks, espolvorea con gluones, creas algunos estados novedosos de la materia con eso y tienes un universo. Agitado y luego agitado. Sirve a una variedad de colisionadores, primitivos universitarios y cosmólogos estelares.

Hay respuestas adecuadas aquí:
¿Encontrará la física algo más pequeño que el quark? ¿Las cuerdas son más pequeñas que los quarks, o las cuerdas son solo una forma diferente de pensar sobre la materia?

Los quarks tienen un tercio o dos tercios de la carga de un electrón. Esto hizo razonable especular que ambos estaban compuestos de “preones” con cargos de un tercio.

Esto se vio en ese momento, pero básicamente se quedó allí. Los preones necesitarían muchas propiedades para explicar las partículas subatómicas conocidas: todavía no se ha ofrecido una gran simplificación.

Es posible que el LHC muestre que los quarks tienen un tamaño finito y, por lo tanto, presumiblemente están hechos de otra cosa. Pero también podría ser que se necesitará algún radiclally nueva teoría.

Esta es una gran pregunta.

Una posibilidad son las cadenas, aunque en el mejor de los casos una hoja de ruta para la verificación experimental es difusa.

Otra teoría, involucra a Preons http://en.wikipedia.org/wiki/Preon
pero esto parece haber caído en desgracia, según wikipedia.

Parece, hasta donde sé, que encontrar algo más pequeño que un quark quedaría muy por fuera de la física del modelo estándar y, por lo tanto, sería un gran avance hacia el que actualmente no tenemos un camino.

Hay muchas partículas subatómicas cuyo tamaño es inferior al tamaño atómico. El átomo se combina con el núcleo y los electrones. esto es el tamaño real de un átomo. pero dentro de los núcleos hay muchas partículas subatómicas que existen allí, además de que los quarks son la partícula más pequeña en comparación con los electrones y protones. Estos quarks son los bloques de construcción de todas las partículas. Hoy en día las partículas de intercambio de fuerza como el bosón de Higgs son las partículas más pequeñas que hemos descubierto

Dado que los ‘Quarks’ no existen, la pregunta es discutible. Quarks solo surgió como resultado de las interpretaciones de los rastros de gel de las primeras colisiones de partículas realizadas por Murray Gell-Mann y su equipo en Estados Unidos. El título que eligió Gell-Mann para sus interpretaciones de partículas provino de un libro que estaba leyendo en ese momento, James Joice – (Finnegans Wake) dentro del cual el jefe llama al equipo de guardia; ¡’Tres quarks para la marca de reunión’! Este último, un punto designado en la cubierta donde, Watch Crew se reuniría listo para el servicio. (Viejo mundo gracioso, ¿no?

Cuanto más pequeño parezca, más pequeño verá.

No, la física no puede hacer nada y mucho menos encontrar algo. La humanidad puede usar las reglas de la física para estimar grandes y pequeños o pesados ​​y ligeros o aquí o allá y por eso se puede descubrir una forma de sentir algo que nombramos que es cada vez más pequeño que otra cosa que nombramos.

Se podría encontrar una respuesta más simple en la pregunta de cómo proponemos criar pollos de corral en Marte.

Si. Ha encontrado muchas cosas más pequeñas que el quark, incluso antes de los quarks. Creo que el quark top es casi tan grande como un átomo de oro. No estoy seguro acerca de la masa en reposo, pero definitivamente interactúa mucho más con el campo de Higgs.