¿Es el bosón de Higgs responsable de la inercia? Al aumentar o disminuir Higgs, ¿podría afectar la inercia de un objeto?

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El bosón de Higgs es responsable de la masa en reposo de partículas elementales que se unen a él. Ahora, la inercia es algo diferente; es proporcional a la masa, como nos enseña Newton, pero su naturaleza exacta no está clara. Por lo tanto, el campo de Higgs solo es indirectamente responsable de la inercia.

En cuanto a la inercia de los objetos macroscópicos: las masas de partículas en realidad forman solo una pequeña parte de la masa de los objetos cotidianos: las masas de protones (y neutrones) provienen principalmente del movimiento del quark dentro del protón y de la energía del campo que mantiene unidos a los quarks. Las masas de reposo del quark forman solo un pequeño porcentaje de la masa de nucleones. Por lo tanto, el cambio de las masas de descanso de partículas elementales probablemente tendría poco efecto en las masas de objetos macroscópicos. Sin embargo, podría tener efectos dramáticos en la química: la masa de electrones modificada cambiaría los niveles de energía de electrones en los átomos, posiblemente cambiando el carácter de fuerza de los enlaces químicos, y la masa de quark modificada posiblemente también afecte los enlaces nucleares. Por lo tanto, si comienza a manipular masas de partículas elementales, corre el riesgo de que los objetos macroscópicos dejen de existir.

Además, manipular el campo de Higgs en sí mismo no le permitiría manipular realmente las masas de partículas, ya que necesitaría bombear una enorme energía al campo para alejar el campo del mínimo de energía, e incluso si lo hace, la energía será convertido inmediatamente en excitaciones de campo (bosones de Higgs) y estos se descompondrían inmediatamente, devolviendo el campo a su mínimo de energía.

Mientras se desarrolla la cromodinámica cuántica, se han introducido algunos puntos de vista nuevos de los bosones de Higgs y también se han discutido sobre los otros tipos y algunas especificaciones de los bosones de Higgs.

En los artículos publicados en los últimos años, la mayoría de las atracciones se han notado hacia los cargos de Higgs. A la mayoría de ellos se les ha prestado atención a los bosones de Higgs y los bosones electro-débiles, pero todavía no se han dicho ni notado relaciones entre la gravedad y Higgs. Además, la observación del bosón de Higgs cargado en (LHC) está más allá del Modelo Estándar (SM).

Mecanismo de Higgs

El mecanismo de Higgs es el mecanismo que da masa a todas las partículas elementales en física de partículas.

Para un ejemplo de ruptura espontánea de simetría, imagine un campo escalar complejo cuyo valor en cualquier punto del espacio es;

Considere darle al campo una energía potencial de la forma;

Integrado sobre el espacio. Aquí, V (x, y, z) es una energía potencial y H (x, y, z) es un campo de Higgs que no es negativo. Hay una variedad continua de mínimos en:

Lo que esto significa en términos menos técnicos es que la densidad de energía potencial, en función de H, se parece al fondo de una botella: una joroba en el medio y un valle circular a su alrededor.

De acuerdo con las relaciones anteriores, hay una partícula de Higgs en cualquier pequeño volumen de espacio, que en este artículo se llama Creative Particle Higgs o CPH.

Partículas creativas de Higgs (CPH)

Definición: Suponga que hay una partícula (más pequeña que un fotón que se puede ubicar dentro del fotón) con una masa constante (m) que se mueve con la velocidad de VCPH en cualquier marco de referencia inercial y VCPH> c (c es la velocidad de la luz) . Entonces, el momento lineal de un CPH puede ser escrito por p = mVCPH . Un CPH se puede mostrar con cero bosón de Higgs H. Cuando un CPH tiene giro, se llama gravitón. Ahora, como el espacio está lleno de gravitones, se puede decir que el espacio está lleno de CPH.

Principio de CPH

Una CPH es una partícula con masa constante (m) que se mueve con una magnitud de velocidad constante, que equivale a VCPH . El CPH tiene un impulso de inercia I. En cualquier interacción entre el CPH y las otras partículas existentes, la magnitud de VCPH es constante y no cambia. Por lo tanto,

grad VCPH = 0 en todos los marcos de referencia inerciales en cualquier espacio

Como se mencionó anteriormente, cuando un CPH gira, se le llama gravitón . Por lo tanto, el principio anterior se puede escribir de la siguiente manera:

CPH tiene dos movimientos; movimiento de transferencia y movimiento de giro

En el desplazamiento azul gravitacional, la energía del fotón aumenta. Cambiar la energía del fotón en un campo gravitacional que está asociado con la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos del fotón. Significa que la gravedad funciona en el fotón y los gravitones entran en la estructura del fotón en el que se justifica con la ecuación F = -dU / dt. La antigua definición de gravitones no puede explicar este fenómeno, pero la nueva definición de gravitones sí.

Cargas de color e imán de color

Un fotón con la energía más baja posible también transporta campos eléctricos y magnéticos. Por lo tanto, las características de los gravitones ingresados ​​en la estructura del fotón deben comportarse de una manera que, junto con la explicación de la energía del fotón, describa el aumento en la intensidad de los campos eléctricos y magnéticos. En otras palabras, algunos de estos gravitones aumentan el campo eléctrico de los fotones y otros gravitones aumentan la intensidad de los campos magnéticos. Además, no solo un fotón en el nivel más bajo de su energía está formado por algunos de los gravitones, sino que también sus miembros formados tienen propiedades eléctricas y magnéticas que se llaman carga de color y color magnético en la teoría CPH. Ver figura:

La intensidad creciente del campo eléctrico y el campo magnético durante la caída de fotones en el campo gravitacional debido al aumento de la energía de los fotones.

Según la figura anterior, cuando podemos mostrar:

Por lo tanto, los gravitones tienen tres movimientos dentro del fotón; uno es auto-spin, el otro es spin de fotón y el último es una velocidad lineal igual a c.

Leer más: Un nuevo mecanismo de bosones de Higgs

Revisión adaptativa de tres preguntas fundamentales en física

En mi opinión, es posible que la fuerza gravitacional emerja del mismo campo que el campo de Higgs. Por lo tanto, la partícula de gravitón puede no ser necesaria para describir la gravedad (a pesar de su presencia en el modelo estándar).

Tomemos, por ejemplo, la curvatura del espacio-tiempo tal como se modela en Relatividad general. En primer lugar, es prudente mencionar que el “espacio-tiempo” no es una ontología para el espacio en la naturaleza en el que se realizan los movimientos; Es un modelo (preciso) que usamos para describir el movimiento relativo. Sin embargo, la idea del espacio curvo tiene mérito ontológico real, especialmente cuando se combina con la ontología del campo de Higgs. Y he aquí por qué.

Si consideramos un proyectil en el espacio profundo, su cambio en el impulso se resiste (según la definición de inercia) y se mueve con una velocidad aproximadamente uniforme. Miles de millones de kilómetros después se acerca a una masa gravitacional (como un planeta) y su impulso cambia (se acelera). Sabrá por GR, que su movimiento sigue el camino de una geodésica, y su movimiento de caída libre es inercial (no influenciado por fuerzas externas). Por lo tanto, cuando está en el espacio profundo con una velocidad uniforme, este proyectil es inercial, y también es inercial cuando está en el espacio local y acelera hacia el planeta.

Con estos factores en mente, es posible concebir que un campo sea responsable de estos dos tipos diferentes de movimiento inercial; en un caso donde la masa del planeta se deforma o deforma el mecanismo de Higgs de alguna manera.

“En otras palabras, la inercia (marcos inerciales locales) en todas partes y en todo momento está totalmente fija, especificada, determinada, por la distribución inicial de la energía de momento, de la masa y de la masa en movimiento. Las matemáticas gritan con toda la fuerza a sus órdenes de que la masa allí determina la inercia aquí “(J.Wheeler)

Respuesta corta: si está usando la palabra “intertia” para referirse simplemente a la primera ley de Newton, que los objetos retienen su velocidad, entonces no, un objeto retendrá su velocidad independientemente de si el bosón de Higgs está presente o no. Sin embargo, esa no parece ser la forma en que usa el término.

Si lo está usando para referirse a lo difícil que es cambiar la velocidad de un (por ejemplo) objeto macroscópico, entonces la respuesta es un “tipo” algo complicado.

(Advertencia: álgebra ligera por delante).

Asumiré que ya está familiarizado con la idea de la energía potencial. En física de partículas, puede ver la energía potencial en función de “cuánta partícula” hay (es decir, los campos). Debido a algunas limitaciones técnicas de renormalizabilidad, trabajamos solo con potenciales representados por polinomios de cuarto orden en los campos.

Ahora, si etiquetamos el campo base de Higgs por [math] x [/ math], el Higgs tiene un potencial inherente que se parece a [math] -k ^ 2 * x ^ 2 + l * x ^ 4 [/ math] – Una función agradable y simétrica. Si comprende los polinomios lo suficientemente bien, sabrá que esto no tiene un mínimo en cero: este potencial se llama potencial de sombrero mexicano porque así es visualmente: es plano en 0 y en cualquier dirección se curva hacia abajo luego retrocede.

Sin embargo, es inconveniente trabajar con un polinomio no centrado alrededor de un mínimo, porque queremos asumir que comenzamos con el estado de energía más baja y avanzamos hacia arriba. Por lo tanto, en lugar de [matemáticas] x [/ matemáticas], trabajamos con (digamos) la variable [matemáticas] x’-a [/ matemáticas], donde [matemáticas] a [/ matemáticas] es el cambio requerido para obtener el mínimo (Esto se denomina valor de expectativa de vacío , o VEV , del campo). Ahora, para la [matemática] a [/ matemática] elegida correctamente, obtenemos que estamos considerando las diferencias de un estado de energía mínima y todo funciona como se esperaba. Por ejemplo, en nuestra ecuación anterior, para obtener el mínimo, tenemos que dejar que [math] a = sqrt (k ^ 2 / 2l) [/ math], y luego reemplazar [math] x [/ math] con [math] x ‘-a [/ matemáticas]. Ahora trabajamos con nuestro campo recién definido [matemáticas] x ‘[/ matemáticas] en lugar de [matemáticas] x [/ matemáticas] porque hace que todos los números funcionen mejor.

Sin embargo, esto también significa que ahora tenemos un término [matemático] x ‘^ 3 [/ matemático], presumiblemente. Esto hace que la función de energía potencial ya no se vea agradable y simétrica: la hemos superado y ahora estamos considerando mirar alrededor del borde del sombrero mexicano. En consecuencia, este proceso se llama ruptura espontánea de simetría .

[Digresión: ahora también tenemos un término constante agregado, [matemática] c = [/ matemática] [matemática] (la ^ 4-k ^ 2a ^ 2) [/ matemática]. Esto realmente no afecta nada, excepto que entraría en nuestro cálculo de energía oscura. Sin embargo, este número es mucho mayor que nuestras mediciones actuales de energía oscura, lo que significa que si quisiéramos tener en cuenta la energía oscura, no podemos decir “la energía base es casi cero”. Más bien, tenemos que decir “la energía base es [matemáticas] c [/ matemáticas] más un poquito ”, que es lo que la gente piensa que es extraño al respecto. Si digo “x es menor que 1/1000000”, dicen “OK, está bien”. Sin embargo, si digo “x está a menos de 1/1000000 de este otro número mucho mayor que aparentemente no tiene ninguna relación”, eso es donde entra la confusión.]

Ahora, ¿dónde entra la masa? Bueno, la “masa” de una partícula [matemática] y [/ matemática] es el término [matemática] y ^ 2 [/ matemática] en el potencial (conceptualmente; técnicamente, la masa al cuadrado hasta un factor de dos). También puede ver por qué el potencial de Higgs es problemático ahora: anteriormente, el Higgs tenía una masa negativa al cuadrado, lo que no tiene sentido (tales campos se llaman taquiónicos ). Ahora, digamos que [math] y [/ math] es, por ejemplo, el campo que representa un electrón. Ahora, por razones técnicas, no puede haber un término [matemático] y ^ 2 [/ matemático] en el potencial original. Sin embargo, puede haber un término [matemático] y ^ 2 * x ^ 2 [/ matemático]. Ahora, si reemplazamos [math] x [/ math] con [math] (x’-a) [/ math], obtenemos un término que se parece a [math] a ^ 2y ^ 2 [/ math]. Así es como el campo de Higgs da masa a otras partículas.

Ahora, ¿por qué fue todo esto relevante para su pregunta? Bueno, lo que muestra es que no es realmente el bosón de Higgs, la partícula de Higgs que vemos, [matemática] x ‘[/ matemática], la responsable de las masas. Más bien, es el campo base, [matemática] x [/ matemática] (que, ciertamente, también se llama el campo de Higgs), y el hecho de que tiene un VEV, [matemática] a [/ matemática].

Esto significa que generar bosones de Higgs no hace nada a la masa, y de hecho no hay bosones de Higgs alrededor de dar masa a las cosas (y sí, correspondientemente, en el límite no relativista, la cantidad numérica de inercia con la que todos estamos familiarizados). En cambio, para cambiar la masa / inercia de un objeto, uno debería cambiar este valor VEV, lo que significa cambiar uno de los [math] k [/ math] o [math] l [/ math] que tenía en mi función de energía potencial, ninguna de las cuales creemos que es posible, físicamente, fuera de algo como la teoría de cuerdas.

[Digresión final: es posible que haya oído hablar de algo así como “estados metaestables” en las noticias recientemente. Este sería un potencial que baja, vuelve a subir y luego baja. Si estamos trabajando en las variables correspondientes a la inmersión menos profunda, entonces sería posible golpear el mundo una y otra vez en la inmersión más profunda, o en el túnel cuántico allí. Las consecuencias de eso serían bastante dramáticas.]

En mi opinión, el Bosón de Higgs puede estar relacionado con la inercia de la siguiente manera.

Si una partícula se está moviendo o está en reposo, depende del marco de referencia inercial que seleccionemos. Mientras una partícula se mueva a una velocidad uniforme, la magnitud de esa velocidad realmente no importa.

El factor principal, en mi opinión, es si una partícula se está acelerando o no. La masa en reposo es la masa de partículas cuando no está acelerando. Esto proporciona una definición adecuada de la palabra “descanso” en masa en reposo.

Es mi opinión que la masa en reposo de una partícula se describe mejor como una medida de su inercia inherente. Un fotón no tiene masa, pero tiene inercia inherente. La inercia de un fotón es un valor límite porque un fotón simplemente no puede acelerarse. La idea de c (velocidad de la luz) como valor límite es engañosa. El valor límite real es la inercia de un fotón.

Es mi conjetura que la inercia de una partícula se reduce con la aceleración. Esa inercia no puede reducirse más allá de la inercia de un fotón. Esto limita la aceleración máxima que puede alcanzar una partícula. Por lo tanto, la aceleración máxima de una partícula está limitada por su masa en reposo o por la inercia inherente.

El bosón de Higgs parece describir la inercia inherente de las partículas.

Además 18/3/15
He explicado lo anterior mejor en el siguiente enlace.
¿Es la velocidad de la luz el límite real?

Algo así como. El campo de Higgs es lo que da lugar a la masa de inercia, por lo que el campo es responsable de la inercia. El bosón de Higgs es la unidad cuantificada del campo de Higgs, similar a cómo un fotón es la unidad cuantificada de un campo electromagnético. No soy un experto en física de Higgs, pero, por lo que sé, un campo de Higgs más fuerte aumentaría la masa inercial de los objetos.

Cualquier intento de responder “¿Qué es la inercia?” es también un intento de responder a la pregunta, “¿por qué las leyes del movimiento son como son?” Mi conjetura es que estamos muy lejos de poder abordar esa pregunta.

Mientras tanto, el bosón de Higgs se describe como una excitación del campo de Higgs, y esa excitación es extremadamente difícil de lograr, por lo que creo que la respuesta a su pregunta literal es “No”. Sin embargo, el campo de Higgs es un tema algo diferente; No lo sé, y creo que la evidencia observacional es tal que nadie más lo sabe tampoco, aunque habrá varias teorías. Qué teorías son válidas esperan mucho más trabajo.

Según tengo entendido, la inercia es un misterio. Sabemos que está ahí, pero no sabemos por qué.

La relatividad general sugeriría que todo es relativo. Pero si giramos un cubo de agua, el agua sube por los bordes. Y parece hacerlo en relación con algún promedio de toda la masa en el universo. No hay explicación hasta ahora.

En realidad, no puedo responder esa pregunta. Sin embargo, imagine que el Higgs podría ser responsable de la inercia. Por lo tanto, es probable que tenga algo de inercia en sí. ¿Y de dónde podrían haberlo obtenido los Higgs?

Si. La inercia es una propiedad de residir en el campo si aumenta el volumen de los campos o el efecto electromagnético, al igual que el movimiento en el agua siente más el efecto o la inercia del campo más fuerte.