In der Partikel-Physik ist die electroweak Wechselwirkung die vereinigte Beschreibung von zwei der vier bekannten grundsätzlichen Wechselwirkungen der Natur: Elektromagnetismus und die schwache Wechselwirkung. Obwohl diese zwei Kräfte sehr verschieden an täglichen niedrigen Energien scheinen, modelliert die Theorie sie als zwei verschiedene Aspekte derselben Kraft. Über der Vereinigungsenergie, auf der Ordnung von 100 GeV, würden sie sich in eine einzelne Electroweak-Kraft verschmelzen. So, wenn das Weltall (etwa 10 K, eine überschrittene Temperatur bis kurz nach dem Urknall) dann heiß genug ist, werden sich die elektromagnetische Kraft und schwache Kraft in eine vereinigte Electroweak-Kraft verschmelzen.

Für Beiträge zur Vereinigung der schwachen und elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen elementaren Partikeln, Abdus Salam, Sheldon Glashow und Steven Weinberg wurden dem Nobelpreis in der Physik 1979 zuerkannt. Die Existenz der electroweak Wechselwirkungen wurde in zwei Stufen experimentell gegründet, erst, die Entdeckung von neutralen Strömen im Neutrino seiend, das sich durch die Kollaboration von Gargamelle 1973 und das zweite 1983 durch den UA1 und die UA2 Kollaborationen zerstreut, die die Entdeckung des W eingeschlossen haben, und Z messen bosons in Protonenantiproton-Kollisionen am umgewandelten Superprotonensynchrotron.

Formulierung

Mathematisch wird die Vereinigung unter einem SU (2) &times vollbracht; U (1) Maß-Gruppe. Das entsprechende Maß bosons ist die drei W bosons schwachen isospin von SU (2) (und), und der B boson der schwachen Hyperanklage von U (1), beziehungsweise, von denen alle massless sind.

Im Standardmodell, und bosons und das Foton, werden durch das spontane Symmetrie-Brechen der electroweak Symmetrie von SU (2) &times erzeugt; U (1) zu U (1), verursacht durch den Mechanismus von Higgs (sieh auch Higgs boson). U (1) und U (1) sind verschiedene Kopien von U (1); der Generator von U (1) wird durch Q = Y/2 + ich gegeben, wo Y der Generator von U (1) ist (hat die schwache Hyperanklage genannt), und ich bin einer der SU (2) Generatoren (ein Bestandteil von schwachem isospin).

Das spontane Symmetrie-Brechen veranlasst und B bosons, zusammen in zwei verschiedene bosons - der boson und das Foton (γ) wie folgt zu verschmelzen:

:

\gamma \\

Z^0 \end {pmatrix} = \begin {pmatrix }\

\cos \theta_W & \sin \theta_W \\

- \sin \theta_W & \cos \theta_W \end {pmatrix} \begin {pmatrix }\

B^0 \\

W^0 \end {pmatrix} </Mathematik>

Wo θ der schwache sich vermischende Winkel ist. Die Äxte, die die Partikeln vertreten, sind im Wesentlichen gerade, in (B) Flugzeug, durch den Winkel θ rotieren gelassen worden. Das führt auch eine Diskrepanz zwischen der Masse und der Masse der Partikeln (angezeigt als M und M, beziehungsweise) ein;

:

Die Unterscheidung zwischen dem Elektromagnetismus und der schwachen Kraft entsteht, weil es eine (nichttriviale) geradlinige Kombination von Y und mir gibt, der für Higgs boson verschwinde (es ist ein eigenstate sowohl von Y als auch von mir, so können die Koeffizienten als &minus;I und Y genommen werden): U (1) wird definiert, um die Gruppe zu sein, die durch diese geradlinige Kombination erzeugt ist und wird ungebrochen, weil es mit Higgs nicht aufeinander wirkt.

Lagrangian

Vorher electroweak das Symmetrie-Brechen

Der Lagrangian für die electroweak Wechselwirkungen wird in vier Teile vorher electroweak Symmetrie geteilt, die bricht

:

Der G-Begriff beschreibt die Wechselwirkung zwischen den drei W Partikeln und der B Partikel.

:

Der F-Begriff gibt den kinetischen Begriff für das Standardmodell fermions. Die Wechselwirkung des Maßes bosons und des fermions ist durch die kovariante Ableitung.

:

Der H-Begriff beschreibt Higgs Feld F.

:

Der Y-Begriff gibt die Wechselwirkung von Yukawa, die die fermion Massen erzeugt, nachdem Higgs einen Vakuumerwartungswert erwirbt.

:

Danach electroweak das Symmetrie-Brechen

Der Lagrangian reorganisiert sich, nachdem Higgs boson einen Vakuumerwartungswert erwirbt. Wegen seiner Kompliziertheit wird dieser Lagrangian am besten dadurch beschrieben, es in mehrere Teile wie folgt zu zerbrechen.

:

Der kinetische Begriff enthält alle quadratischen Begriffe von Lagrangian, die die dynamischen Begriffe (die partiellen Ableitungen) und die Massenbegriffe einschließen (auffallend von Lagrangian vor dem Symmetrie-Brechen fehlend)

,:

wo die Summe den ganzen fermions der Theorie (Quarke und leptons), und die Felder durchgeht, und als gegeben wird

:, (ersetzen X durch das relevante Feld und f mit den Struktur-Konstanten für die Maß-Gruppe).

Die neutralen aktuellen und beladenen aktuellen Bestandteile von Lagrangian enthalten die Wechselwirkungen zwischen dem fermions und messen bosons.

:

wo der elektromagnetische Strom und der neutrale schwache Strom sind

:und:

und sind die elektrischen Anklagen der fermion und schwacher isospin.

Der beladene aktuelle Teil von Lagrangian wird durch gegeben

:

enthält Higgs drei-Punkte- und vier-Punkte-selbst Wechselwirkungsbegriffe.

:

enthält die Wechselwirkungen von Higgs mit dem Maß-Vektoren bosons.

:

enthält das Maß drei-Punkte-selbst Wechselwirkungen.

:

enthält das Maß vier-Punkte-selbst Wechselwirkungen

:

- [W_\mu^ + W_\nu^-+ W_\nu^ + W_\mu^-+ (A_\mu\sin\theta_W - Z_\mu\cos\theta_W) (A_\nu\sin\theta_W - Z_\nu\cos\theta_W)] ^2\right\} </Mathematik>

und enthält die Wechselwirkungen von Yukawa zwischen dem fermions und dem Feld von Higgs.

:

Siehe auch

• Grundsätzliche Kräfte
• Formulierung des Standardmodells
• Winkel von Weinberg

Allgemeine Leser

• Befördert viel vom Standardmodell ohne formelle Mathematik. Sehr gründlich auf der schwachen Wechselwirkung.

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