جيل جماهيري
في الفيزياء النظرية ، تُعدّ آلية توليد الكتلة نظريةً تصف أصل الكتلة انطلاقًا من القوانين الفيزيائية الأساسية . وقد اقترح الفيزيائيون عددًا من النماذج التي تُقدّم وجهات نظر مختلفة حول أصل الكتلة. وتزداد المسألة تعقيدًا لأن الدور الأساسي للكتلة هو التوسط في التفاعل الجاذبي بين الأجسام، ولا توجد نظرية للتفاعل الجاذبي تتوافق مع النموذج القياسي الشائع حاليًا لفيزياء الجسيمات .
هناك نوعان من نماذج توليد الكتلة: نماذج خالية من الجاذبية ونماذج تتضمن الجاذبية.
خلفية
QCD
تُنتج معظم كتلة المادة العادية بواسطة القوة النووية القوية، التي يصفها علم الكروموديناميكا الكمومية (QCD). داخل البروتونات والنيوترونات، تُحصر الكواركات بشكل دائم بواسطة الغلوونات، وهي الجسيمات التي تحمل القوة القوية. تتحرك الكواركات بسرعة تقارب سرعة الضوء، وهي مغمورة في حقول غلوونية مكثفة وبحر متذبذب باستمرار من أزواج الكوارك-الكوارك المضاد الافتراضية. تُساهم الطاقة الهائلة المرتبطة بهذه الحركة المحصورة وحقول القوة القوية هذه في كتلة البروتون والنيوترون وفقًا لعلاقة أينشتاين E=mc². وبالتالي، فإن الغالبية العظمى من كتلة الكون المرئي هي طاقة الكواركات والغلوونات المحصورة، مُعبرًا عنها بالكتلة.
النظرية الكهروضعيفة والنموذج القياسي
تعتمد آلية هيغز على جهد حقل قياسي يكسر التناظر ، مثل الجهد الرباعي . يستخدم النموذج القياسي هذه الآلية كجزء من نموذج غلاشو-واينبرغ-سلام لتوحيد التفاعلات الكهرومغناطيسية والضعيفة . كان هذا النموذج أحد النماذج العديدة التي تنبأت بوجود بوزون هيغز القياسي .
نماذج خالية من الجاذبية
في هذه النظريات، كما هو الحال في النموذج القياسي نفسه، إما أن التفاعل الجاذبي غير متضمن أو لا يلعب دورًا حاسمًا.
ألوان زاهية
تكسر نماذج تكنيكولور التناظر الكهروضعيف من خلال تفاعلات القياس، والتي تم تصميمها في الأصل على أساس الديناميكا اللونية الكمومية . [ 1 ] [ 2 ]
آلية كولمان-واينبرغ
تولد آلية كولمان-واينبرغ الكتلة من خلال كسر التناظر التلقائي. [ 3 ]
نظريات أخرى
- تفترض فيزياء الجسيمات غير المتجانسة ونماذج هيغز غير المتجانسة [ 4 ] [ 5 ] أن قطاع هيغز وبوزون هيغز ثابتان في القياس.
- الإكمال بالأشعة فوق البنفسجية عن طريق التكلسي، حيث يتم توحيد تشتت الموجات الشعاعية عن طريق إنشاء تكوينات كلاسيكية. [ 6 ]
- كسر التناظر الناتج عن ديناميكيات عدم التوازن للحقول الكمومية فوق مقياس التفاعل الكهروضعيف. [ 7 ] [ 8 ]
- التفاعلات الضعيفة الآمنة تقاربياً [ 9 ] [ 10 ] استناداً إلى بعض نماذج سيجما غير الخطية. [ 11 ]
- نماذج للبوزونات المتجهة المركبة W و Z. [ 12 ]
- مكثف الكوارك العلوي .
النماذج الجاذبية
- تستخدم نماذج هيغز عديمة الأبعاد الإضافية المكون الخامس لحقول القياس بدلاً من حقول هيغز. ومن الممكن إحداث كسر في التناظر الكهروضعيف بفرض شروط حدودية معينة على الحقول ذات الأبعاد الإضافية، مما يزيد من مقياس كسر الوحدة حتى مقياس طاقة البعد الإضافي. [ 13 ] [ 14 ] ومن خلال تناظر AdS/QCD، يمكن ربط هذا النموذج بنماذج تكنيكولور ونماذج UnHiggs ، حيث يكون حقل هيغز ذا طبيعة غير جسيمية . [ 15 ]
- مقياس فايل الوحدوي . إذا أُضيف حدٌّ جاذبيٌّ مناسبٌ إلى فعل النموذج القياسي مع اقتران جاذبي، تصبح النظرية ثابتة المقياس محليًا (أي ثابتة فايل) في المقياس الوحدوي لـ SU(2) المحلي. تعمل تحويلات فايل ضربيًا على حقل هيغز، لذا يمكن تثبيت مقياس فايل باشتراط أن يكون مقياس هيغز ثابتًا. [ 16 ]
- البريون والنماذج المستوحاة منه، مثل نموذج الشريط لجسيمات النموذج القياسي لسندانس بيلسون-تومسون ، القائم على نظرية الجدائل والمتوافق مع جاذبية الكم الحلقية والنظريات المشابهة. [ 17 ] لا يفسر هذا النموذج أصل الكتلة فحسب، بل يفسر أيضًا الشحنة الكهربائية ككمية طوبولوجية (التواءات محمولة على الأشرطة الفردية)، وشحنة اللون كأنماط من الالتواء.
- في نظرية الفراغ المائع الفائق ، تنشأ كتل الجسيمات الأولية من التفاعل مع فراغ فيزيائي ، على غرار آلية توليد الفجوة في الموائع الفائقة . [ 18 ] يشير حد الطاقة المنخفضة لهذه النظرية إلى جهد فعال لقطاع هيغز يختلف عن جهد النموذج القياسي، ومع ذلك فهو يُنتج الكتلة. [ 19 ] [ 20 ] في ظل ظروف معينة، يُنتج هذا الجهد جسيمًا أوليًا له دور وخصائص مشابهة لبوزون هيغز .
مراجع
- ↑ ستيفن واينبرغ (1976)، "آثار كسر التناظر الديناميكي"، Physical Review D ، 13 (4): 974-996 ، Bibcode : 1976PhRvD..13..974W ، doi : 10.1103/PhysRevD.13.974 .S. Weinberg (1979), "آثار كسر التناظر الديناميكي: ملحق"، Physical Review D ، 19 (4): 1277– 1280، Bibcode : 1979PhRvD..19.1277W ، doi : 10.1103/PhysRevD.19.1277 .
- ↑ ليونارد ساسكيند (1979)، "ديناميكيات كسر التناظر التلقائي في نظرية واينبرغ-سلام"، Physical Review D ، 20 (10): 2619– 2625، Bibcode : 1979PhRvD..20.2619S ، doi : 10.1103/PhysRevD.20.2619 ، OSTI 1446928 .
- ↑ واينبرغ، إريك ج. (15 يوليو 2015). "آلية كولمان-واينبرغ" . موسوعة سكولاربيديا . 10 (7): 7484. رمز Bibcode : 2015SchpJ..10.7484W . doi : 10.4249/scholarpedia.7484 . ISSN 1941-6016 .
- ↑ ستانكاتو، ديفيد؛ تيرنينغ، جون (2009). "الجسيم غير المتجانس". مجلة فيزياء الطاقة العالية . 0911 (11): 101. arXiv : 0807.3961 . Bibcode : 2009JHEP...11..101S . doi : 10.1088/1126-6708/2009/11/101 . S2CID 17512330 .
- ↑ فالكوفسكي، آدم؛ بيريز-فيكتوريا، مانويل (2009). "الكميات القابلة للرصد الدقيقة للتفاعل الكهروضعيف وجسيم أون هيغز". مجلة فيزياء الطاقة العالية . 0912 (12): 061. arXiv : 0901.3777 . Bibcode : 2009JHEP...12..061F . doi : 10.1088/1126-6708/2009/12/061 . S2CID 17570408 .
- ↑ دفالي، جيا؛ جيوديس، جيان ف.؛ غوميز، سيزار؛ كيهاجياس، أليكس (2011). "إكمال الأشعة فوق البنفسجية بالتكليس". مجلة فيزياء الطاقة العالية . 2011 (8): 108. arXiv : 1010.1415 . Bibcode : 2011JHEP...08..108D . doi : 10.1007/JHEP08(2011)108 . S2CID 53315861 .
- ↑ غولدفاين، إي. (2008). "التشعبات وتكوين الأنماط في فيزياء الجسيمات: دراسة تمهيدية". EPL . 82 (1) 11001. Bibcode : 2008EL.....8211001G . doi : 10.1209/0295-5075/82/11001 . S2CID 62823832 .
- ↑ غولدفاين، إي. (2010). "ديناميكيات اللا توازن كمصدر لعدم التناظر في فيزياء الطاقة العالية" (ملف PDF) . المجلة الإلكترونية للفيزياء النظرية . 7 (24): 219-234 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 20 يناير 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يوليو 2012 .
- ↑ كالميت، إكس. (2011)، "التفاعلات الضعيفة الآمنة تقاربياً"، رسائل الفيزياء الحديثة أ ، 26 (21): 1571-1576 ، arXiv : 1012.5529 ، Bibcode : 2011MPLA...26.1571C ، CiteSeerX 10.1.1.757.7245 ، doi : 10.1142/S0217732311035900 ، S2CID 118712775
- ↑ كالميت، إكس. (2011)، "نظرة بديلة على التفاعلات الكهروضعيفة"، المجلة الدولية للفيزياء الحديثة أ ، 26 (17): 2855-2864 ، arXiv : 1008.3780 ، Bibcode : 2011IJMPA..26.2855C ، CiteSeerX 10.1.1.740.5141 ، doi : 10.1142/S0217751X11053699 ، S2CID 118422223
- ↑ كوديلو، أ.؛ بيركاشي، ر. (2009)، "النقاط الثابتة لنماذج سيجما غير الخطية في d>2"، رسائل الفيزياء ب ، 672 (3): 280-283 ، arXiv : 0810.0715 ، Bibcode : 2009PhLB..672..280C ، doi : 10.1016/j.physletb.2009.01.032 ، S2CID 119223124
- ↑ أبوت، إل إف؛ فرحي، إي. (1981)، "هل التفاعلات الضعيفة قوية؟"، رسائل الفيزياء ب ، 101 ( 1-2 ): 69، رمز Bibcode : 1981PhLB..101...69A ، CiteSeerX 10.1.1.362.4721 ، doi : 10.1016/0370-2693(81)90492-5
- ↑ تشاكي، سي.؛ غروجان، سي.؛ بيلو، إل.؛ تيرنينغ، ج. (2004)، "نحو نموذج واقعي لكسر التناظر الكهروضعيف بدون هيغز"، رسائل المراجعة الفيزيائية ، 92 (10) 101802، arXiv : hep-ph/0308038 ، Bibcode : 2004PhRvL..92j1802C ، doi : 10.1103/PhysRevLett.92.101802 ، PMID 15089195 ، S2CID 6521798
- ↑ تشاكي، سي.؛ غروجان، سي.؛ موراياما، إتش.؛ بيلو، إل.؛ تيرنينغ، جون (2004)، "نظريات القياس على فترة: الوحدة بدون هيغز"، مجلة Physical Review D ، 69 (5) 055006، arXiv : hep-ph/0305237 ، Bibcode : 2004PhRvD..69e5006C ، doi : 10.1103/PhysRevD.69.055006 ، S2CID 119094852
- ↑ كالميت، إكس؛ ديشباندي، إن جي؛ هي، إكس جي؛ هسو، إس دي إتش (2009)، "بوزون هيغز غير المرئي، حقول الكتلة المستمرة وآلية هيغز غير المرئية"، مجلة Physical Review D ، 79 (5) 055021، arXiv : 0810.2155 ، Bibcode : 2009PhRvD..79e5021C ، doi : 10.1103/PhysRevD.79.055021 ، S2CID 14450925
- ↑ باولووسكي، م.؛ راتشكا، ر. (1994)، "نموذج توافقي موحد للتفاعلات الأساسية بدون حقل هيغز ديناميكي"، أسس الفيزياء ، 24 (9): 1305-1327 ، arXiv : hep-th/9407137 ، Bibcode : 1994FoPh...24.1305P ، doi : 10.1007/BF02148570 ، S2CID 17358627
- ↑ بيلسون-تومسون، ساندانس أو.؛ ماركوبولو، فوتيني؛ سمولين، لي (2007)، "الجاذبية الكمومية والنموذج القياسي"، الجاذبية الكلاسيكية والكمومية ، 24 (16): 3975-3993 ، arXiv : hep-th/0603022 ، Bibcode : 2007CQGra..24.3975B ، doi : 10.1088/0264-9381/24/16/002 ، S2CID 37406474 .
- ↑ ف. أفدينكوف، ألكسندر؛ ج. زلوشاستييف، كونستانتين (2011). "سوائل بوز الكمومية ذات اللاخطية اللوغاريتمية: الاستدامة الذاتية وظهور الامتداد المكاني". مجلة الفيزياء ب . 44 (19) 195303. arXiv : 1108.0847 . Bibcode : 2011JPhB...44s5303A . doi : 10.1088/0953-4075/44/19/195303 . S2CID 119248001 .
- ↑ جي. زلوشاستييف، كونستانتين (2011). "الكسر التلقائي للتناظر وتوليد الكتلة كظواهر متأصلة في نظرية الكم غير الخطية اللوغاريتمية". Acta Physica Polonica B. 42 ( 2): 261–292 . arXiv : 0912.4139 . Bibcode : 2011AcPPB..42..261Z . doi : 10.5506/APhysPolB.42.261 . S2CID 118152708 .
- ↑ دزونوشالييف، فلاديمير؛ زلوشاتيف، كونستانتين (2013). "نموذج خالٍ من التفرد للشحنة الكهربائية في الفراغ الفيزيائي: امتداد مكاني غير صفري وتوليد الكتلة". مجلة الفيزياء الأوروبية المركزية 11 ( 3): 325-335 . arXiv : 1204.6380 . Bibcode : 2013CEJPh..11..325D . doi : 10.2478/s11534-012-0159-z . S2CID 91178852 .
- النموذج القياسي
- الفيزياء ما وراء النموذج القياسي
- كتلة
