Într-un videoclip recent fiziciana germană Sabine Hossenfelder vorbește despre mecanismele prin care particulele obțin masă. De regulă, atunci când se vorbește despre masă, se menționează particula Higgs. Această arată că, în fapt, comunicarea pe acest subiect, al masei particulelor, este incompletă și incorectă.
În fapt, pentru masa particulelor, spune aceasta, sunt responsabile două condensate, condensatul Higgs și condensatul pionic. Vedem imediat ce este cu acestea.
• Bosonul Higgs este o particulă elementară (care nu poate fi descompusă în alte particule, cum este, de pildă, cazul protonului sau neutronului; sau al pionului). Toate particulele elementare sunt explicate în teoria modelului standard al particulelor elementare.
• Bosonul Higgs nu este implicat în obținerea masei de către particule. În fapt, este vorba despre condensatul (sau câmpul) Higgs.
Notă: conform teoriei câmpurilor cuantice, orice particulă este, în fapt, o vibrație într-un câmp cuantic. Câmpurile cuantice există în orice punct în spațiu. Puteți citi mai multe aici.
• Condensatul Higgs încetinește particulele elementare, ceea ce este similar cu conceptul de masă. O particulă fără masă, cum este fotonul, nu interacționează cu condensatul Higgs.
Cum „opoziția” câmpului Higgs este mereu aceeași, particulele au o masă constantă, indiferent de zona din spațiu în care se află.
Fapt interesant, interacțiunea fiecărui tip de particulă elementară cu câmpul Higgs diferită, ceea ce înseamnă o masă diferită pentru aceste tipuri de particule. Neutrino, de exemplu, au masă foarte mică, pe când anumite tipuri de quarcuri, comparativ cu neutrino, foarte mare. De este așa? Greu de spus...
Notă: vezi care este diferența dintre masă și greutate
• Particulele Higgs sunt, cum spuneam, vibrații ale câmpului Higgs. Pentru apariția unei particule Higgs este nevoie de energie. Acest tip de particule a fost generat în Marele Accelerator de Hadroni de la Cern, Elveția.
• Câmpul Higgs este responsabil doar pentru masa particulelor elementare, cele din modelul standard.
• Cea mai mare parte a masei din univers se găsește în nucleul atomic.
Pentru cei mai puțini familiarizați, atomul este format din nucleu (unde se găsesc, de regulă, protoni și neutroni, care sunt formați, la rândul lor, din quarcuri de două tipuri; quarcurile sunt particule cu masă) și electroni.
Protonii și neutronii nu sunt particulele din modelul standard, din simplul motiv că sunt particule compuse, nu elementare.
• Uneori se afirmă că masa nucleului atomic vine de la gluonii care țin quarcurile împreună (gluonii sunt particule elementare, fără masă, particule-forță, responsabile pentru forța nucleară tare). Dar nu este corect.
• În plus, masa quarcurilor nu explică masa protonilor și a neutronilor.
• În jurul quarcurilor nu sunt doar gluoni, ci și particule virtuale precum quarcuri și anti-quarcuri, dar și alte tipuri de particule.
• Pionul este o particulă compusă, formată dintr-un quarc și un anti-quarc. Există 3 tipuri de pioni, în funcție de sarcina pe care o au.
• Pionii formează un condensat, asemănător cu cel Higgs. Și tot în mod similar cu condensatul Higgs, condensatul pionic interacționează cu protonii și neutronii, de unde rezultă masa acestora.
• Așadar, sunt două mecanisme responsabile pentru masa particulelor: mecanismul Higgs - pentru masa particulelor elementare - și mecanismul pionic - pentru masa particulelor compuse din nucleul atomic, protonii și neutronii.
Probabil nu știi de ce ai masă
Textul de mai sus reprezintă adaptarea după textul din videoclip.
