为什么场论中会有自发对称性破缺?
2023-11-26 阅读 25
在场论中，自发对称性破缺是一种重要的现象。它发生在系统的拉格朗日量（描述系统的物理规律）具有某种对称性，但是系统的真实基态（最低能量状态）却不具备这种对称性的情况下。
自发对称性破缺的出现可以通过以下方式解释：在系统的拉格朗日量中，存在一个势能项，它具有多个局域极小值。这些极小值对应着系统的不同基态，而每个基态都具有不同的对称性。然而，由于量子涨落的存在，系统会在这些基态之间跃迁，从而导致对称性破缺。
具体来说，考虑一个具有连续对称性的拉格朗日量，例如在标量场理论中，具有一个实标量场的势能项。在理论的经典极限下，这个势能项具有无穷多个局域极小值，对应着无穷多个基态。然而，在量子力学的框架下，量子涨落会导致系统从一个基态跃迁到另一个基态，从而选择一个特定的基态作为系统的真实基态。这个被选择的基态通常不再具备原有的对称性，因此称为自发对称性破缺。
自发对称性破缺在粒子物理学中具有重要的应用。例如，在电弱相互作用理论中，自发对称性破缺解释了为什么W和Z玻色子获得了质量，而光子却保持无质量。这个破缺是通过希格斯机制实现的，其中希格斯场的真空期望值导致了电弱对称性的破缺。
总之，自发对称性破缺是场论中的一个重要现象，它解释了为什么系统的基态可能不具备拉格朗日量所描述的对称性。
更新于 2023年11月26日
