Una partícula fundamental no es un caso limitante de “partículas” cotidianas como granos de arena o polvo. Esas cosas tienen masa, pero las partículas fundamentales no: son en realidad excitaciones localizadas de “campos”. (No tengo una explicación intuitiva de lo que es un campo: ¡es una función matemática en el espacio-tiempo!) Esas excitaciones se propagan a través del tiempo y el espacio e intercambian energía con otros campos, y los vemos como partículas.
Ha tomado mucho tiempo y mucha teoría descubrir esta imagen. No podemos “probar” que sea correcto, pero es la interpretación más natural dentro del marco matemático más simple que es consistente con toda la evidencia experimental actual. Pero cuando abstraes el significado de “partícula” de esta manera, ya no es obvio que la masa es una cantidad más importante que, por ejemplo, cargar o girar. De hecho, es interesante preguntarse en este escenario abstracto qué significa realmente “masa”.
La masa a escala macroscópica se puede construir fácilmente a partir de la dinámica combinada de varias partículas sin masa, por lo que no es obvio que se necesite ninguna masa fundamental. Pero la masa del electrón fundamental se conoce desde hace un siglo, y las masas mucho más grandes de los bosones W y Z fundamentales desde la década de 1980, por lo que realmente se necesita una masa fundamental … experimentalmente más que como una cuestión de principios. Estas masas son proporcionadas por el llamado mecanismo de Higgs o BEH (¿Qué es el mecanismo de Higgs? ¿Cómo da masa a las partículas?) Pero tiene que dejar una partícula sin masa cuando hace las masas W y Z … y esa partícula Es el fotón.
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