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Volume 37: Pages 177-189, 2024
A novel partition function for elementary particles
Borros Arneth1,2,a)
1Philipps University Marburg, Baldingerstr 1, 35043 Marburg, Germany
2Justus Liebig University Giessen, Feulgenstr. 10-12, 35392 Giessen, Germany
Three different partition functions are well-known and described in statistical physics. Here, a novel partition function for the description of intra-particular interactions and with this for the mass of particles is presented below. In statistical physics, three different partition functions are already well-established. These are the microcanonical, the canonical, and the macro-canonical partition functions. Here a fourth, novel partition function is added to these already well established three. Thereby due to the properties of quantum mechanics and superposition, this novel partition function is of fundamental different nature. According to this concept, the new partition function for particles is first defined. The masses and energies of the elementary particles are then calculated using this novel partition function. The energy of an elementary particle is proportional to the mass on the one hand and to the novel partition function on the other. The constant of proportionality with respect to the new partition function is found to be identical with Rydberg constant and Rydberg energy. The relationships found for the proton, the electron, and the sigma particle are then generalized to all elementary particles.
Trois fonctions de partition différentes sont bien connues et décrites en physique statistique. Ici, une nouvelle fonction de partition pour la description des interactions intra-particulaires et avec celle-ci pour la masse des particules est présentée ci-dessous. En physique statistique, trois fonctions de partition différentes sont déjà bien établies. Ce sont les fonctions de partition microcanonique, canonique et macro-canonique. Ici, une quatrième et nouvelle fonction de partition s’ajoute à ces trois fonctions déjà bien établies. Ainsi, en raison des propriétés de la mécanique quantique et de la superposition, cette nouvelle fonction de partition est de nature fondamentalement différente. Selon ce concept, la nouvelle fonction de partition pour les particules est d'abord définie. Les masses et énergies des particules élémentaires sont ensuite calculées à l'aide de cette nouvelle fonction de partition. L'énergie d'une particule élémentaire est proportionnelle à la masse d'une part et à la nouvelle fonction de partition d'autre part. La constante de proportionnalité par rapport à la nouvelle fonction de partition s'avère identique à la constante de Rydberg et à l'énergie de Rydberg. Les relations trouvées pour le proton, l'électron et la particule sigma sont ensuite généralisées à toutes les particules élémentaires.
Key words: Particles; Masses; Interactions; Partition Function; Quantum Chromo Dynamics; QCD.
Received: 5 September 2023, Accepted: 4 June 2024; Published Online: 21 June, 2024
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