Abstrak: Dalam fisika partikel kontemporer, massa partikel dasar yang konstan tak terhitung, yang dihasilkan oleh nilai-nilai eksperimental. Terinspirasi dari pengamatan pada partikel empiris spektrum massa, dan sesuai hubungan interaksi fisik mereka, kita mengusulkan bahwa massa partikel elementer muncul karena interaksinya sendiri pada bidang terkait dengan isi partikel. aplikasi pertama dari ide ini terlihat untuk menghasilkan urutan prediksi besarnya yang benar untuk neutrino, charges lepton dan quark. Kami kemudian mendiskusikan model yang lebih ambisius, di mana juga generasi yang berbeda mungkin timbul dari misalnya self-organizing. karena bifurcations yang mendasari dinamika non-linear, dengan kekuatan kopel bertindak sebagai parameter "Non-linearitas". Jika model ini diperluas untuk mencakup satuan ukur boson, foton otomatis adalah satu-satunya partikel dasar untuk tetap tak bermassa karena tidak memiliki charges. Hasilnya bahwa gluon memiliki jangkauan efektif ~ 1FM, secara fisik hal ini menjelaskan mengapa QCD memiliki jangkauan yang terbatas.Electronic Journal of Theoretical Physics. Semua hak dilindungi.Kata kunci: Partikel Dasar, Mass; Struktur materi; Model perturbative; model NonPerturbative

1. PendahuluanYang terbesar, dan tertua, teka-teki yang belum terpecahkan di dasar fisika partikel adalah: Dimana Melakukan pengamatan berasal dari mana massa partikel dasar?, konsep massa tidak benar-benar dimengerti, dan nilai-nilai numerik mereka tetap menjadi misteri. Kemudian meluas, tapi keliru, keyakinan bahwa ketika Higgs boson dikonfirmasi, asal-usul massa telah ditemukan. Hal ini tidak terjadi. Ini hanya menggantikan satu set dari parameter yang tidak diketahui (massa partikel) dengan set yang sama yang tidak diketahui dari parameter ( konstanta kopel pada bidang Higgs, sehingga tidak ada yang diperoleh dalam pemahaman mendasar pada massa.

Meskipun apa yang bisa dibayangkan tentang hal yang tidak penting mengenai massa dari pernyataan seperti " supersymmetric partner berbeda hanya dalam massa mereka (dan spin) dibandingkan untuk partikel normal "," ... skala Planck, MPlanck = 1,22 1019 GeV ", dan"Massa top quark adalah 175 GeV", dll, konsep massa tidak pernah didefinisikandengan cara yang jelas, bahkan dalam fisika klasik. Bahkan, Jammer [1] telah mampuuntuk menulis dua seluruh monograf pada subjek yang menimbulkan perselisihan ini, menyimpulkan bahwa tidak ada yang tahu apa itu massa sebenarnya. Selanjutnya, dan masalah ini merupakan masalah yang paling pragmatis yang dialami fisikawan, parameter massa eksperimen diukur untuk partikel dasar yang tidak memiliki penjelasan teoritis apapun. Dari sudut pandang teori massa bisa juga hanya sebagai satu set nomor secara acak.Mengutip Richard Feynman:"... Meskipun orang mengatakan bahwa tidak ada percobaan untuk memimpin kita, itu tidak benar. Kita memiliki dua puluh empat atau lebih - saya tidak tahu jumlah pasti - nomor misteriusterkait dengan massa. Mengapa bahwa massa muon dibandingkan denganelektron adalah persis 206 atau apa pun itu, mengapa massa dari berbagai partikelseperti quark apa begitu? Semua angka-angka ini, dan analog lainnya- yangberjumlah sekitar dua lusin - tidak memiliki penjelasan dalam teori string - benar-benartidak ada! Tidak ada ide pada saat ini, di salah satu struktur teoritis yang saya pernah dengar, yang akan memberikan petunjuk mengenai mengapa massa adalah apa yang mereka ... Ketika Andamelihat angka-angka ini, mereka terlihat benar-benar acak ,disana tampaknya tidak menjadibanyak pola di dalamnya. Itu merupakan masalah bagi teori fisika, dan teori superstring initidak mencakup itu sama sekali. "[2]"Sepanjang seluruh cerita ini masih ada satu fitur yang memuaskan: pengamatan massa pada partikel,m . Tidak ada teori yang cukup menjelaskan angka ini. Kami menggunakan angka dalam semua teori kami, tapi kami tidak mengerti angka itu apa angka itu, atau dari mana mereka berasal. Saya percaya bahwa dari sudut pandang fundamental, ini adalah masalah yang sangat menarik dan serius. "[3], hal.152.Konsep dasar dari massa masih sangat kurang dipahami bahwa itu dianggap bermanfaat untuk menguji apakah itu anti-atom (diproduksi di CERN untuk pertama kalinya [4]) jatuh keatas atau kebawah dalam medan gravitasi [5]. Massa "diselipkan" ke dalam kerangka mekanika kuantum, menjadi parameter yang sama seperti dalam fisika klasik, yaitu, proporsionalitas, atau inersia, konstan antara percepatan benda dan gaya yang diterapkan. Namun, selama tidak berlaku, atau percepatan adalah konsep yang tepat dalam mekanika kuantum, kecuali melalui Ehrenfest teorema [6], sebagai statistik atau "ensemble" kesatuan, ini merupakan terjemahan langsung dari konsep yang agak meragukan. Dalam mekanika kuantum dan teori medan kuantum, konsep massa sebagai "resistensiterhadap percepatan "tidak tepat. Definisi yang paling sah dari massa dalam mekanika kuantum dijelaskan oleh hubungan E = m, atau lebih tepatnya m =(E ), yaitu, sebagai sesuatu yang terukur secara empiris, misalnya, dengan pemusnahan / produksi pasangan partikel-antipartikel.Karena semua diamati dalam mekanika kuantum, massa harus diwakili oleh operator dengan hasil keluarnya distribusi probabilitas (kecuali sebuah eigen pada posisi yang tepat), puncaknya pada nilai klasik. satu-satunya cara untuk mendapatkan nilai-nilai diskrit untuk massa akan menganggap bahwa "dasar" partikel adalah bagian terikat dari sesuatu yang lebih mendasar [7], [8]. Mungkin satu-satunya cara untuk mengakhiri kemunduran yang tak terbatas ini menjadi skala lebih kecil , akan menganggap bahwa subconstituents utama adalah tak bermassa. Massa kemudian harus muncul secara ketat dari dinamika, "massa tanpa massa", Tujuan John Wheeler untuk menghapus massa dari persamaan dasar fisika [9] - sebagai implisit yang diantisipasi oleh Einstein dalam artikelnya Does the inertia of a body depend upon its energy content? : The mass of a body is a measure of its energy-content [10].

Menurut "Machs principle" [11] massa partikel timbul karena interaksi dengan sisa alam semesta. Ini berarti massa yang tidak akan lagi menjadi skalar tetapi tensor (peringkat kedua), sebagai inhomogeneities dan anisotropi di distribusi materi sekitarnya akan memberikan ketergantungan terarah dan temporal massa inersia. Hal ini sengaja mirip dengan parametrization modern massa sebagai matriks (tensor peringkat kedua) ketika membahas massa fermion [12] secara umum, dan osilasi neutrino pada khususnya. Karena tidak ada spekulatif teoritis "kemajuan" sejak tahun 1970-an, seperti teori besar terpadu (GUTs), supersimetri (SUSY), superstring, dan M-teori ,tetapi beberapa, belum menghasilkan satu hasil eksperimen, kita malah bertanya apakah spektrum massa dapat dipahami (dan berasal) dari apa yang dikenal lebih atau kurang tepat, yaitu model standar fisika partikel. Meskipun beberapa pendukung teori "fundamental" mengaku, akhirnya, dapat menyimpulkan segala sesuatu dari Prinsip pertama, termasuk spektrum massa partikel elementer, belum pernah ada dalam hal ini yang telah dicapai dalam prakteknya, dan dengan demikian kita lebih suka yang lebih "Pragmatis" pendekatan yang dapat dimulai hari ini bukan menunggu (mungkin tidak ada) "ultimate" teori memberitahu semua kebenarannya. Bisakah kita memahami massa partikel yang berbeda dari apa yang sudah kita ketahui, lebih atau kurang, untuk menjadi benar, yaitu tanpa ada "eksotis" fisika? Kami percaya bahwa ini mungkin jadi kenyataan, dan akan menguraikannya dan yang mengikutinya.Kami mengusulkan bahwa massa partikel memiliki daerah yang ketat (bukan keseluruhanseperti misalnya dalam asumsi Mach), yang timbul dari self-interaction (s). Artinya,massa setara dengan energi yang terkandung dalam daerah ukur yang terkait (di perturbativeteori medan kuantum; energi dari "awan" partikel ukuran virtual). sepertihubungan antara interaksi dinamis mendasar dan massa tampaknya hanya angankarena hanya massa yang dibutuhkan untuk beranjak dari kinematika ke dinamika [1]. Seperti sebagian besar (Setidaknya) delapan belas parameter "model standar" muncul karena masalah massa , hubungan antara massa dan aslinya, non-Yukawa yaitu non-Higgs,interaksi kopel juga akan secara signifikan mengurangi jumlah parameter hoc.

2. Model perturbatifDalam pendekatan konvensional untuk massa partikel dalam model standar (dan seterusnya),medan Higgs menghasilkan massa yang berbeda melalui kekuatan kopel untuk yang lain.

Gambar. 1 O () bidang teori kuantum kontribusi terhadap massa partikel karena self-interaction. Setiap titik kontribusi satu faktor charges massa sebanding dengan kopel fisik konstan.bidang. Kopel ini adalah parameter, yang dipilih bertepatan dengan Data eksperimental. Jadi bahkan jika model Higgs ternyata yang benar untuk memecahkan electroweak yangsimetri (yang secara teoritis tampaknya agak mustahil sebagai Higgs asli kemudianakan menjadi satu-satunya bidang mendasar spinless, dengan semua masalah teoritis yang diperlukan)tidak ada yang diperoleh dalam pengetahuan tentang mengapa partikel elementer memiliki massakita amati. Mekanisme Higgs hanya menggantikan satu ad hoc parameter massa (mi) denganad hoc Yukawa kopel konstan (i) ke medan Higgsmii, (1)dan karena ini kita bebas untuk membuat hipotesis lain seperti apa fisik massa. Sebuah mekanisme Higgs seperti simetri adalah cara favorit untuk memecahkan juga lainnya (hipotetis) simetri, seperti supersimetri. Bagi kita tampaknya menjadi cara yang salah untuk melanjutkan, sebagai mekanisme simetri seperti selalu memperkenalkan (ad hoc) parameter baru, dan teori yang lebih mendasar harus berisi lebih sedikit parameter bebas, tidak lebih. Seperti yang dinyatakan sebelumnya, standar model asli itu sendiri mengandung 18 parameter bebas, dan beberapa lagi jika neutrino tidak bermassa , sebagian besar dari mereka terkait kepada massa secara teoritis. Dalam ekstensi supersymmetric standar tingkatan model parameter bebas dalam jumlah ratusan, atau lebih, lagi terutama terhubung dengan yang baru (teramati) massa supersymmetric partner, dan Higgs seperti Mekanisme di skala energi yang lebih tinggi (tak terhitung).Di sini kita, sebaliknya, mulai dengan asumsi bahwa semua massa partikel muncul secara eksklusif dari interaksinya dengan dirinya sendiri (lihat Gambar 1). Hal ini memungkinkan untuk mendasari "paling sederhana" untuk hanya menyertakan bidang bermassa, seperti dalam model Higgs sebelum simetri rusak, menjaga ukuran-invarian dari model standar, sebagai self-coupling adalah Fenomena vakum, seperti non-vanishing nilai ekspektasi daerah vakum Higgs saat simetri terhenti di "low" energi. Massa "beku" tereduksi energi yang terhubung , dan mendefinisikan, partikel. Dalam daerah perturbative kuantum teori akal, diagram untuk self-interaction yang tentu saja berbeda karena loop virtual, tapi pasti alam sendiri tidak tunggal. Tampaknya jelas bahwa massa secara resmi tak terbatas diprediksi oleh teori medan kuantum perturbative hanya sebuah artefak pada pendekatan perturbative (Bahkan "solusi" konvensional, renormalization massa dan charges, didefinisikan melalui perkiraan, perumusan teori perturbative.)Selain itu, karena semua bidang ukur, yaitu interaksi yang berbeda, dalam model standar menyimpang dengan cara yang sama quotients antara massa yang terbatas. Tampaknya ada sedikit alasan untuk bekerja di beberapa skala yang sangat tinggi (GUT / String), sebagai massa kita tertarik mengamati pada "normal" energi. Ini juga satu bagian dari kita untuk berkembang di ekstrim "Fundamental" energi eksperimental diakses melalui kelompok renormalization. normalisasi, yaitu, pengukur fisik, massa yang diubah karena tatanan lebih tinggi pada perturbative yagn baik dalam teori medan kuantum dapat ditulis

di mana m0 adalah "yang paling sederhana" (tidak diamati) massa, dan dn (2) "ultraviolet" berbeda sebagai spasial cut-off 0. Pendekatan kami agak seperti mengambil batas m0 0 dan 0 secara bersamaan. Kesimpulan yang jelas pertama adalah bahwa semakin kuat self interaction, massive partikel juga semakin besar. Neutrino, berinteraksi hanya melalui gaya lemah, akan menjadisangat ringan. Selanjutnya, elektron dengan elektromagnetik couplings, menjadi lebih besar. quark, berinteraksi juga melalui kekuatan yang kuat, menjadi berat.Untuk menggambarkan hal ini lebih jelas, kami membangun sebuah model sederhana. Dinamika nonperturbative pasti akan mengubah (perturbatively resmi tak terbatas) proporsionalitas konstan untuk interaksi yang berbeda (karena kelompok pengukur yang berbeda), yang dalam rasio massa partikel maka tidak akan dibatalkan, tapi memberikan sisa Faktor yang terbatas. Untuk saat ini, untuk mendapatkan perkiraan pertama, kita mengabaikan komplikasi ini dan menganggap itu menjadi kesatuan. Untuk massa partikel ( O ()) sehinggam = B (Q2em + T2weak + C2s), (3)di mana em adalah Sommerfeld baik struktur konstan (~ 137-1) dan weak dan s adalah(rendah-energi) kopling lemah, dan interaksi kuat. Sebagai weak ambigu(massa tergantung), kami menyimpulkan efektif itu dari waktu reaksi karakteristik yang diukur (misalnya, probabilitas peluruhan), sebagai kekuatan interaksi hanyalah ukuran dariprobabilitas interaksi berlangsung. Q memberikan muatan listrik partikel dalamunit e, dan T dan C adalah jumlah analog (orde satu) berasal dari gauge groupsuntuk "charges yang lemah" dan "warna charge". B adalah konstanta normalisasi, yang dalamperlakuan yang benar-benar non-perturbative dari model standar harus diperhitungkan. Namun,menggunakan perbandingan, itu dibatalkan.Hal ini memberikan hasilm / me ~ 10-7, (4)mq / me ~ 102, (5)atau dalam satuan massam ~ 0,1 eV, (6)jelas kompatibel dengan eksperimen langsung; me