Só pra quem gosta de Física...

Mistérios das massas dos quarks

O Modelo Padrão não prevê nenhum valor específico para massa dos férmions, mas há pelo menos duas características do espectro das partículas que são ainda mais curiosas. A primeira é a seguinte: os quarks de carga positiva interagem todos do mesmo modo com as forças fundamentais. Em outras palavras, as "cargas" dessas partículas são todas idênticas. O mesmo vale para os quarks de carga negativa. É natural que os quarks de carga positiva tenham uma massa diferente dos de carga negativa, uma vez que o valor absoluto da carga não é a mesmo: a carga elétrica do up, charm e top (u,c,t) é +2/3, do down, strange e bottom (d,s,b) é -1/3; então a contribuição da nuvem de fótons virtuais para a massa dos quarks de cargas opostas é diferente, mas entre quarks de mesma carga a contribuição é idêntica. Uma vez que os quarks interagem todos com a mesma intensidade com os glúons, a diferença na massa dos quarks provenientes da contribuição de partículas virtuais poderia vir da diferença das cargas elétricas.

Os quarks de carga negativa s,b são mais leves que os quarks correspondentes de carga positiva c,t. Porém, para os quarks u,d a relação é a inversa! O quark d é mais pesado que o u. Como isso é possível, se a diferença de massa entre os pares (u,d), (c,s) e (t,b) deveria ser devido a carga elétrica? Isso seria uma curiosidade tola se não fosse o fato de que essa inversão da diferença de massa do par (u,d) é responsável pela estabilidade do próton! Se a diferença das massas dos quarks u,d obedecesse o mesmo padrão dos demais quarks, seria o próton que decairia para o nêutron, e o universo seria um mundo muito chato sem nenhum átomo. Até o momento, não há nenhuma explicação para essa diferença de massa entre gerações.

Outro fato curioso da massa dos quarks é o valor da massa do top. Inicialmente, imaginava-se que o top deveria ter uma massa ~ 80 GeV. Foi uma surpresa quando as colaborações CDF e D0 do Fermilab apontaram em 1995 que o valor é 172±3 GeV [6]. O aspecto curioso desse número é o seguinte. Se tivéssemos um medidor do valor do campo do Higgs no vácuo (este valor existe tanto quanto o valor do campo elétrico num determinado ponto), obteríamos 247 GeV, que quando dividido pela raiz de dois é o valor da massa do top! Será que o top desempenha algum papel especial na unificação da força eletromagnética com a força nuclear fraca que explicaria esta coincidência? Há uma versão da Technicolor (lembra do último post?) onde o top sofre interações que fazem com que ele forme uma partícula tipo-techni-hadrônica, formada apenas de top e techni-gluons, e interage de tal forma a substituir o bóson de Higgs. Essa idéia é chamada de Topcolor, ou Technicolor auxiliada pelo top. A Topcolor pode ser diretamente observada (ou descartada) no LHC, e tem a vantagem de matar dois coelhos com uma cajadada só: a coincidência entre o valor da massa do top e o valor do campo de Higgs e o problema da hierarquia.

fonte
http://leo-motta.blogspot.com.br/2008_02_01_archive.html