Interested Article - Спонтанное нарушение электрослабой симметрии

Спонта́нное наруше́ние электросла́бой симметри́и — явление в теории электрослабого взаимодействия , заключающееся в том, что калибровочные W ^± и Z-бозоны, отвечающие за слабое взаимодействие , становятся массивными, в то время как фотон остаётся безмассовым.

После построения первого варианта теории единого электрослабого взаимодействия оказалось, что в этой теории как фотон, так и новые калибровочные W ^± и Z-бозоны обязаны быть безмассовыми, что отвечает случаю ненарушенной электрослабой симметрии. Однако в нашем мире мы не наблюдаем никаких других безмассовых бозонов, кроме фотона и глюона . Таким образом, если электрослабая симметрия и реализуется в нашем мире, то она должна быть нарушена.

В принципе массу можно было бы ввести в теорию «руками», то есть добавив в лагранжиан электрослабой теории слагаемое, придающее массу этим бозонам. Это — так называемое явное, или жёсткое, нарушение симметрии . Однако в такой теории появляются квадратичные ультрафиолетовые расходимости . Избежать этого можно, если ввести массу «мягким» образом, то есть модифицировав лагранжиан так, что масса бозонов возникает как динамический эффект . Симметрия при этом нарушается не явно, а спонтанно , при температуре ниже некоторого значения, а при более высоких плотностях энергии она вновь восстанавливается.

Наиболее элегантным способом провести спонтанное нарушение симметрии является хиггсовский механизм , предложенный в 1965 году Питером Хиггсом . В этом варианте спонтанное нарушение электрослабой симметрии осуществляется через введение нового скалярного поля , которое, взаимодействуя с калибровочными бозонами , и придаёт им массы. Однако в последнее время разрабатываются и варианты спонтанного нарушения симметрии без введения хиггсовских полей.

Нобелевская премия по физике 2008 года (1/2 премии) была присуждена американскому физику Йоитиро Намбу «За открытие механизма спонтанного нарушения симметрии в физике элементарных частиц».