tomkeus
Član broj: 40478 Poruke: 503 *.smin.sezampro.yu.
|
Stvar je spasao koncept spontanog narušenja simetrije. On se sastoji u tome da osnovno stanje sistema ne deli istu simetriju kao i dinamika sistema. Ovo zvuči malo besmisleno zato što stanja sistema moraju da imaju istu simetriju kao i dinamika. Međutim, posedovanje neke simetrije znači da su stanja degenerisana, tj. da određenoj energiji sistema odgovara više različitih stanja tog istog sistema. I osnovno stanje sistema će stoga posedovati simetriju dinamike, ali će takođe biti degenerisano, tj. biće više osnovnih stanja. Spontano narušenje simetrije se javlja zato što kada se sistem spusti u osnovno stanje, on između svih raspoloživih osnovnih stanja mora da izabere jedno. Izborom tog osnovnog stanja izgubljena je degeneracija, a samim tim i simetrija.
Feromagnetizam predstavlja stari primer sponatnog narušenja simetrije. U feromagnetnom materijalu sve interakcije između spinova elektrona su rotaciono invarijantne tako da dinamika sistema ima sfernu simetriju,ali u osnovnom stanju, svi spinovi su poravnati duž jednog pravca i smera i daju nenultu magnetizaciju duž tog pravca. Sferna simetrija dinamike znači da taj pravac može biti bilo koji, tj. osnovnih stanja ima onoliko, koliko i pravaca u prostoru, a to je beskonačno. Kada se sistem spusti u osnovno stanje znamo da će feromagnetik imatu jednu određenu magnetizaciju što znači da su spinovi usmereni u pravcu magnetizacije. Time je napravljen izbor između beskonačno mnogo raspoloživih pravaca. Osnovno stanje, očigledno, više ne poseduje sfernu simetriju već samo rotacionu simetriju oko pravca magnetizacije.
Ovde je važna još jedna stvar. Naime, ne narušava samo osnovno stanje, tj. vakuum, simetriju, već i njemu bliska stanja i ovo je bio ključ za uvođenje mase u gejdž teorije. Takođe, primena mehanizma spontanog narušenja simetrije je zahtevala uvođenje još jednog polja na koje će se narušenje zapravo i odnositi. To polje je danas poznato kao higsovo polje, a njegova pobuđenja, tj. kvanti su higsovi bozoni i ono pomoću spontanog narušenja simetrije daje masu česticama. Ovde treba napomenuti da higsovo polje u jednačinama kretanja ne sme da narušava njihove simetrije, jer to nije ono što mi želimo. Nama su te simetrije potrebne zbog interakcija. Ono što je bitno je samo činjenica da vakuum higsovog polja narušava simetriju. Ono ima dve uloge u standardnom modelu elektroslabih interakcija. Prva je davanje mase gejdž bozonima koji prenose slabu interakciju, a druga je davanje mase poljima materije, tj. česticama.
Prva uloga se, dakle, sastoji u tome da pomoću spontanog narušenja simetrije higsovo polje da mase gejdž bozonima slabe interakcije. Ovde se postavlja pitanje, koju simetriju treba narušiti. Pošto želimo da gejdž bozoni dobiju masu, a oni su posledica SU(2) simetrije shvatamo da je u pitanju SU(2) simetrija. Ova simetrija je ključ za izbor vakuuma, a samim tim i za izbor pobuđenja vakuuma higsovog polja, tj. higsovih bozona. Pošto sada higsovi bozoni figurišu jednačinama kretanja, potrebno je izvršiti gejdž proceduru i za higsovo polje. Rezultat toga je da se u jednačinama kretanja pojavljuju mase gejdž polja i interakcije gejdž polja sa higsovim poljem. Ulogu davanja mase poljima materije higsovo polje ostvaruje u jednačinama kretanja na malo komplikovaniji način, preko spontanog narušenja simetrije i Jukava interakcija. Ove interakcije nisu nešto proizvoljno već se mogu javiti na tačno određeni način diktiran od strane simetrija.
|