Spontant brott av elektrosvag symmetri

Spontant elektrosvag symmetribrott  är ett fenomen i teorin om den elektrosvaga interaktionen , som består i det faktum att gauge W ± och Z-bosonerna som ansvarar för den svaga interaktionen blir massiva, medan fotonen förblir masslös.

Efter att ha konstruerat den första versionen av teorin om den förenade elektrosvaga interaktionen visade det sig att i denna teori måste både fotonen och de nya gauge W ± och Z bosonerna vara masslösa, vilket motsvarar fallet med obruten elektrosvag symmetri. Men i vår värld observerar vi inga andra masslösa bosoner än fotonen och gluonen . Således, om elektrosvag symmetri realiseras i vår värld, måste den brytas.

I princip skulle massan kunna introduceras i teorin "för hand", det vill säga genom att lägga till en term till lagrangian för den elektrosvaga teorin, som ger massa till dessa bosoner. Detta är den så kallade explicita, eller hårda, symmetribrytningen . Emellertid förekommer kvadratiska ultravioletta divergenser i en sådan teori . Detta kan undvikas genom att introducera massan på ett "mjukt" sätt, det vill säga genom att modifiera Lagrangian så att massan av bosonerna uppstår som en dynamisk effekt . I det här fallet bryts symmetri inte explicit, utan spontant , vid en temperatur under ett visst värde, och vid högre energidensiteter återställs den igen.

Det mest eleganta sättet att utföra spontan symmetribrytning är Higgs-mekanismen , föreslog 1965 av Peter Higgs . I denna variant utförs spontan brytning av elektrosvag symmetri genom införandet av ett nytt skalärfält , som, i samverkan med mätbosoner , ger dem massa. På senare tid har dock även varianter av spontan symmetribrytning utan införande av Higgsfält utvecklats.

2008 års Nobelpris i fysik (1/2 pris) tilldelades den amerikanske fysikern Yoichiro Nambu "för hans upptäckt av mekanismen för spontant symmetribrott i elementarpartikelfysik."

Se även

Litteratur