я вот думаю - может я дурак...
в третий раз перечитываю это и не могу понять ничего:
Причины разработки теории
Многие эксперименты показали наличие массы у частиц (калибровочных бозонов), через обмен которыми описываются фундаментальные взаимодействия. Поэтому в уравнения движения для этих частиц нужно ввести выражение для массы. Однако уравнения движения для калибровочных полей с массовыми членами неинвариантны относительно локальных преобразований симметрии (калибровочных преобразований), т.е. эти уравнения будут меняться при калибровочных преобразованиях.
Но свойства фундаментальных взаимодействий требуют, чтобы уравнения движения не менялись при калибровочных преобразованиях — были калибровочно инвариантны. Так что введение выражений для массы нарушало бы законы природы.
[править] Спонтанное нарушение симметрии
Для объяснения массы калибровочных бозонов без нарушения законов природы используется понятие спонтанного нарушения симметрии. Вводится дополнительное поле — поле Хиггса, которое взаимодействует со всеми другими полями и через это взаимодействие сообщает массу калибровочным бозонам.
Проблема использования модели спонтанного нарушения симметрии в физике элементарных частиц состоит в том, что по теореме Джеффри Голдстоуна она предсказывает безмассовую скалярную частицу, которая является квантовым возбуждением по направлению ?, так называемый бозон Намбу-Голдстоуна. Энергия такой частицы — чисто кинетическая энергия, что в квантовой теории поля подразумевает отсутствие массы у частицы. Однако не было найдено никаких безмассовых скалярных частиц.
Похожей проблемой в теории Янга-Миллса, также известной как неабелева калибровочная теория, было существование безмассовых калибровочных бозонов, которые (кроме фотона) также не были обнаружены. Хиггс был очень проницателен, когда обнаружил, что при соединении калибровочной теории с моделью спонтанного нарушения симметрии две проблемы решаются очень красиво. Хиггс нашел брешь в теореме Голдстоуна: эта теорема неприменима при рассмотрении локальной симметрии. Хиггсовский механизм описывает именно нарушение локальной симметрии, при котором не появляются бозоны Голдстоуна. Вместо квантовых возбуждений хиггсовского поля появляются продольные степени свободы для поляризации калибровочных полей. (Например, в квантовой электродинамике фотон как безмассовое односпиновое поле при ненарушенной симметрии имеет только две переходные степени свободы поляризации). Когда вы соединяете скаляр с калибровочной теорией, безмассовое возбуждение Хиггса ? соединяется с векторным бозоном, формируя массивный векторный бозон.
LI 7.05.22
